姬志剛，王愛峰，郭鴻湧

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

作為TRIZ的基礎(chǔ)，阿奇舒勒通過對(duì)功能的研究發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出以下3條功能定律：①所有的功能都可以分解為3個(gè)基本組件；②1個(gè)存在的功能，必定由3個(gè)基本組件組成；③相互作用的3個(gè)組件進(jìn)行有機(jī)組合，將形成1個(gè)功能。

在TRIZ知識(shí)體系的廣泛學(xué)習(xí)和傳播中，一般情況下，學(xué)者們將功能組件僅僅用于技術(shù)系統(tǒng)問題功能分析模型的建立和分析中，并沒有作為一個(gè)直接產(chǎn)生問題解的創(chuàng)新工具和方法來使用。筆者在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，參考了植物生長和栽培的規(guī)律，將之與組件創(chuàng)新結(jié)合起來，并應(yīng)用于創(chuàng)新方法應(yīng)用能力的培訓(xùn)和實(shí)踐中，覺得效果不錯(cuò)，特將之與大家分享。

1 功能組件獲得問題解的方法模型

1.1 TRIZ知識(shí)系統(tǒng)中關(guān)于功能組件的定義

TRIZ知識(shí)系統(tǒng)中定義的組件一般是指組成技術(shù)系統(tǒng)或超系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，是由物質(zhì)或者場組成的一個(gè)物體。在問題分析階段，功能分析是從完成功能的角度而分析系統(tǒng)組件之間關(guān)系的模型。其主要目的是將抽象的技術(shù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具體的圖表，以便于設(shè)計(jì)者了解產(chǎn)品所需具備的功能與特征，或者通過定義與描述系統(tǒng)組件所需達(dá)到的功能，以及組件之間和與外界環(huán)境的相互作用來分析整體系統(tǒng)，能夠協(xié)助設(shè)計(jì)人員化繁為簡，合理地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。一般功能的3個(gè)基本組件分別描述如下.

S1：被動(dòng)組件，起被作用、被操作、被改變的角色。

S2：主動(dòng)組件，起工具的作用，它操作、改變或作用于被動(dòng)組件S1。

F：使能組件，它使S2和S1相互作用。F將主動(dòng)、被動(dòng)組件連接形成功能。

使用圖表表述見圖1，舉例見圖2，地板S2支撐F灰塵S1。

1.2 利用功能組件直接進(jìn)行問題求解的優(yōu)勢

利用功能組件直接進(jìn)行問題求解，更容易發(fā)現(xiàn)、揭示技術(shù)系統(tǒng)問題的本質(zhì)部分。比如，我們?nèi)粘６紩?huì)遇到的掃地問題，通常我們會(huì)有這樣的表達(dá)：某人拖地拖得不干凈。這樣的表達(dá)顯然是一種通常意思的模糊表達(dá)，如果我們用技術(shù)系統(tǒng)的功能組件思維表達(dá)方式來表達(dá)這個(gè)問題，大體意思是“某人拿拖把拖地，拖把沒有拖凈清理完全地上的灰塵或碎屑”，組件表達(dá)為“某人移動(dòng)拖把，拖把移動(dòng)塵屑”，技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題是“拖把移動(dòng)塵屑”達(dá)不到理想狀態(tài)。這種表達(dá)最本質(zhì)地揭示了技術(shù)系統(tǒng)問題，這為我們改進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)提供了非常直接有效的入手點(diǎn)。

利用功能組件直接進(jìn)行問題求解，在面對(duì)較為清晰的問題點(diǎn)時(shí)能夠快速、有效得到問題解。

以前例“拖把移動(dòng)塵屑達(dá)不到理想要求”來說明一下，如圖所示，在面對(duì)這個(gè)問題時(shí)，由圖3可以清晰看到問題點(diǎn)的兩個(gè)組件和作用力，對(duì)兩個(gè)組件或作用力進(jìn)行針對(duì)性的創(chuàng)新改進(jìn)時(shí)就能夠快速有效得到問題解。圖3中的組件為“拖把”“塵屑”，作用力F表示移動(dòng)或清理作用。

圖1 用圖表表述

圖2 示意圖1

圖3 示意圖2

對(duì)“拖把”或“塵屑”進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，即使沒有創(chuàng)新原理的支撐，一些專業(yè)技術(shù)人員也能想到不少的改進(jìn)點(diǎn)，這就是利用功能組件直接進(jìn)行問題求解，在面對(duì)較為清晰的問題點(diǎn)時(shí)能夠快速、有效地得到問題解。

利用功能組件直接進(jìn)行問題求解，是TRIZ知識(shí)體系中發(fā)明問題求解流程的有益補(bǔ)充。

圖4是利用TRIZ進(jìn)行問題分析求解的一般流程，對(duì)于沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的人來說，按照這種流程進(jìn)行技術(shù)系統(tǒng)問題的分析與求解，是不可想象的。但是我們在這個(gè)體系中引入“利用功能組件直接進(jìn)行問題求解”這一個(gè)步驟，將令初學(xué)者在第一課堂就能夠快速、有效地得到問題解。因此，我們認(rèn)為利用功能組件直接進(jìn)行問題求解，是TRIZ知識(shí)體系中發(fā)明問題求解流程的有益補(bǔ)充。

圖4 利用TRIZ進(jìn)行問題分析求解的一般流程

2 理論來源和求解模型

功能組件求解模型的理論來源于植物的生長發(fā)育、栽培規(guī)律。眾所周知，植物的生長發(fā)育是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，它在各種物質(zhì)代謝的基礎(chǔ)上，表現(xiàn)為種子發(fā)芽、生根、長葉、植物體長大成熟、開花、結(jié)果，最后衰老、死亡。通常認(rèn)為，生長是植物體積的增大，它主要是通過細(xì)胞分裂和伸長來完成的；而發(fā)育則是在整個(gè)生活史中，植物體的構(gòu)造和機(jī)能從簡單到復(fù)雜的變化過程，它的表現(xiàn)就是細(xì)胞、組織和器官的分化。參照植物的生長發(fā)育現(xiàn)象和規(guī)律，我們可以將它應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng)的某一功能所涉及的功能組件和作用力的問題創(chuàng)新求解上來。我們創(chuàng)建的求解模型如圖5所示。

圖5 求解模型

在這個(gè)模型中，我們定義如下功能組件求解三大法則：生長法則：S2 或S1或F 生長為 S2+S3；S1+S4；F+F1。嫁接法則：S2嫁接為S5；S1嫁接為S6；F嫁接為F2。修剪法則：S2被修剪為0或S2/N&……

其中，生長法則依據(jù)功能組件是否變形可分為復(fù)制生長、變形生長；依據(jù)功能組件內(nèi)外結(jié)構(gòu)的變化可以分為內(nèi)生長、外生長；依據(jù)功能組件隨時(shí)間變化而變化可以分為周期固定生長、周期變化生長等。變形生長又可繼續(xù)細(xì)分為原組件不變+增加變形組件生長，原組件變形生長，原組件變形+增加變形組件生長等幾種功能組件求解小法則。

3 功能組件求解案例分析

問題表達(dá)：仍以前例“拖把移動(dòng)塵屑達(dá)不到理想要求”詳細(xì)說明，問題表達(dá)模型如圖3所示。

功能組件生長目標(biāo)：移走塵屑。

功能組件生長因子：拖把、塵屑、F移走。

問題求解列表如表1所示。

表1 問題求解列表

依據(jù)組件生長原則，得到的解如下。

解1：雙拖把頭。

解2：旋轉(zhuǎn)拖把頭+負(fù)壓吸附。

解3：多拖把頭，前拖把清理后干燥。

解4：旋轉(zhuǎn)攜帶移動(dòng)。

解5：塵屑自動(dòng)聚集因子；塵屑滾雪球；塵屑+塵屑；塵屑融合。

解6：吹動(dòng)、吸走、粘走、分解。

解7：塵屑消失。

解8：無把拖把頭（拖地機(jī)器人）。

4 結(jié)束語

我們通過功能組件求解模型對(duì)某一較為清晰的問題點(diǎn)時(shí)能夠快速、有效得到問題解，簡單求解就能達(dá)到至少8個(gè)以上的問題解，以此可以作為問題改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)；再進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)，就能得到相應(yīng)的問題解決方案，這無論對(duì)于工程技術(shù)問題，還是先有技術(shù)問題的解決技術(shù)方案的預(yù)研都有簡單、高效、富有建設(shè)性的作用。