徐淑琴 王志松

【摘 要】產(chǎn)品的優(yōu)化是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，是一個(gè)不斷地從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。在企業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品改進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)用TRIZ理論等創(chuàng)新方法可以提高創(chuàng)新效率。本文以純銅辮子線為例，通過(guò)運(yùn)用TRIZ理論分析現(xiàn)有產(chǎn)品中所存在的問(wèn)題，挖掘創(chuàng)新的突破點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更合理的優(yōu)化改造。應(yīng)用TRIZ理論解題的過(guò)程，帶給我們思考與啟迪。

【關(guān)鍵詞】TRIZ理論 優(yōu)化設(shè)計(jì) 思考

產(chǎn)品的優(yōu)化是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，是一個(gè)不斷地從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。在新產(chǎn)品研發(fā)或產(chǎn)品改進(jìn)的過(guò)程中注重利用優(yōu)秀的創(chuàng)新方法，可獲得事半功倍的效果，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，滿足不斷發(fā)展變化的市場(chǎng)需求。以純銅辮子線為例，通過(guò)運(yùn)用TRIZ理論（發(fā)明問(wèn)題解決理論）分析現(xiàn)有產(chǎn)品中所存在的問(wèn)題，挖掘創(chuàng)新的突破點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更合理的優(yōu)化改造。

1 TRIZ理論簡(jiǎn)介

自從“TRIZ之父”——前蘇聯(lián)發(fā)明家兼工程師阿奇舒勒1946年創(chuàng)立TRIZ理論以來(lái)，TRIZ被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造性的解決問(wèn)題，尤其是在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新方面。TRIZ理論是創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新工具的綜合體。TRIZ作為一套解決發(fā)明問(wèn)題的理論，通過(guò)系統(tǒng)本身的資源解決各要素間的沖突，或者通過(guò)已知的信息進(jìn)行合理科學(xué)的推斷來(lái)解決沖突；TRIZ同時(shí)也是一套方法，利用TRIZ理論里面提供的分析模型可有效處理實(shí)踐中的問(wèn)題。TRIZ理論通過(guò)自身設(shè)計(jì)的規(guī)律和原理，應(yīng)用創(chuàng)新思維，解決系統(tǒng)中存在的矛盾，獲得最終的理想解。

2 利用TRIZ理論優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的案例分析

2.1純銅辮子線及其應(yīng)用

純銅辮子線是由很多根很細(xì)的純銅線編制的像麻花辮一樣的粗銅線束，圖1為銅辮子線原線見，圖2為銅辮子線成品線。這樣設(shè)計(jì)的好處在于：與單根截面積為A平方毫米的銅線或者銅片相比，總截面積同樣為A平方毫米的辮子線，電流密度更高，也就是說(shuō)可以流過(guò)更大的電流，或者說(shuō)流過(guò)同樣的電流，可以使用更少的銅線；且辮子線具有更好的柔性來(lái)吸收這根粗銅線兩端連接件的零價(jià)制造誤差和裝配誤差，便于順利地進(jìn)行裝配。純銅辮子線的應(yīng)用范圍很廣，比如有刷電機(jī)的碳刷線（見圖3）等等。

圖1 銅辮子線原線 圖2 銅辮子線成品線 圖3 電機(jī)碳刷線

2.2問(wèn)題環(huán)境描述與原因分析

因?yàn)殂~辮子線的上述優(yōu)點(diǎn)，在有刷電機(jī)上使用銅辮子線很有必要。但使用中常常會(huì)存在這樣的現(xiàn)象：一個(gè)功率幾千瓦的有刷電機(jī)的銅辮子線在振動(dòng)測(cè)試的時(shí)候通不過(guò)測(cè)試，辮子線根部會(huì)部分?jǐn)嗔鸦蛘哒麄€(gè)斷掉。這是因?yàn)榧冦~線本身強(qiáng)度很低，很細(xì)的銅線編織的辮子線很軟，而辮子線銅材密度大，質(zhì)量不輕，振動(dòng)劇烈的時(shí)候，擺動(dòng)引起變形，不可避免會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。振動(dòng)得久了，就會(huì)出現(xiàn)局部斷線的問(wèn)題。

很顯然，如果改動(dòng)設(shè)計(jì)，相當(dāng)困難；如果改動(dòng)模具零件，需要重新做很多測(cè)試。假定設(shè)計(jì)、各種模具等都已經(jīng)定型了，各種其他功能試驗(yàn)已經(jīng)測(cè)試完畢且都通過(guò)了，如何解決這一問(wèn)題呢？

2.3利用TRIZ理論定義理想解和設(shè)計(jì)解決方案

解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)思想是：在同樣的外部振動(dòng)激勵(lì)下，保留銅辮子線柔軟又能導(dǎo)通大電流的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減小其振動(dòng)時(shí)變形量，從而減小應(yīng)力，最終達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的。

利用TRIZ理論做因果分析，鎖定子系統(tǒng)為純銅辮子線本身。同樣的外力，變形減小，應(yīng)變減小，也就是強(qiáng)度需要提高。而強(qiáng)度提高，勢(shì)必需要材料變粗，導(dǎo)致材料重量增加，也就是運(yùn)動(dòng)物體的重量增加，這又會(huì)削弱強(qiáng)度提高帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)，理想解的基本矛盾是“強(qiáng)度提高”和“運(yùn)動(dòng)物體的重量減小”之間的矛盾，提煉出來(lái)的基本矛盾對(duì)是“強(qiáng)度”和“運(yùn)動(dòng)物體的重量”。通過(guò)查矛盾矩陣，獲得可能的發(fā)明原理為“1分割”、“8浮力和反重力”、“15動(dòng)態(tài)最優(yōu)”、“40復(fù)合材料”。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單篩選，很容易發(fā)現(xiàn)“40復(fù)合材料”很適合本問(wèn)題。“復(fù)合材料”簡(jiǎn)言之就是增加一種新材料，基于基本矛盾“強(qiáng)度提高”和“運(yùn)動(dòng)物體的重量減小”考慮，增加高強(qiáng)度低密度材料，結(jié)合設(shè)計(jì)選定符合條件且性價(jià)比很高的新材料彈簧鋼。故提出可能的解決方案如下：在純銅線束中加入少許彈簧鋼絲或者薄的彈簧鋼片，在保持足夠柔性的同時(shí)，大幅度增加了強(qiáng)度，同時(shí)只輕微增加了運(yùn)動(dòng)物體的重量，從而使得在同樣的外力下，變形量減小，應(yīng)變減小，壽命增加。銅辮子線線束截面結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。

圖4 銅辮子線線束截面結(jié)構(gòu)示意圖

3應(yīng)用TRIZ理論的幾點(diǎn)思考

應(yīng)用TRIZ等創(chuàng)新方法，有利于開闊創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力，筆者作出幾點(diǎn)思考。

（1）應(yīng)用TRIZ可使創(chuàng)新過(guò)程更高效。一是對(duì)于簡(jiǎn)單明了的問(wèn)題，可以直接尋找主要矛盾對(duì)，直接使用矛盾矩陣尋求方案。二是對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，最好劃分系統(tǒng)、子系統(tǒng)，進(jìn)行詳細(xì)的因果分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的系統(tǒng)層級(jí)去解決主要問(wèn)題。例如上面提到的這個(gè)問(wèn)題也能在更高的系統(tǒng)級(jí)別解決，只是那樣會(huì)涉及改變很多零件設(shè)計(jì)。選擇合適的層面去針對(duì)性地解決問(wèn)題，這也是因果分析方法能給出的重要指引。三是要抓住主要矛盾，有更好的機(jī)會(huì)找到高質(zhì)量的解決方案，即所謂的“四兩撥千斤”、“打蛇打七寸”、“抓住本質(zhì)解決問(wèn)題”……問(wèn)題最小化，方案最小化，是高效解決問(wèn)題的好習(xí)慣。

（2）TRIZ學(xué)習(xí)應(yīng)與實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合。TRIZ理論作為從國(guó)外引入的一套系統(tǒng)的理論、方法和工具，包含了8大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明原理、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)、沖突矩陣、物-場(chǎng)分析模型、IFR最終理想解、ARIZ發(fā)明問(wèn)題解決算法、科學(xué)原理效應(yīng)庫(kù)等等，學(xué)習(xí)起來(lái)也有一定的難度。只有將TRIZ的學(xué)習(xí)與實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合，理論結(jié)合實(shí)際，利用TRIZ方法尋找技術(shù)解決方案，才能更好更快地理解與掌握TRIZ理論。此外，通過(guò)TRIZ創(chuàng)新方法成功運(yùn)用的實(shí)例，可在短時(shí)間內(nèi)獲得廣泛關(guān)注，達(dá)到更好的推廣效果。

（3）應(yīng)用TRIZ應(yīng)具備足夠的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。不管TRIZ理論或其他的創(chuàng)新工具多么強(qiáng)大，使用者自身都需要具備足夠深厚而廣泛的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，才能以更高的效率和成功率解決碰到的相關(guān)問(wèn)題。比如應(yīng)用矛盾矩陣時(shí)，通過(guò)查表，得到發(fā)明原理提示——合并原理，如果當(dāng)事人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，也許就不理解合并原理在當(dāng)前的問(wèn)題環(huán)境中代表的方案是什么，或者誤解原理指示的方向，或者是忽略了這個(gè)方向。因此，有創(chuàng)新方法當(dāng)然很好，但不要盲目地迷信創(chuàng)新方法的威力，不要完全依賴創(chuàng)新方法去解決問(wèn)題，而喪失了自身的思考和創(chuàng)造能力。創(chuàng)新方法不是要把創(chuàng)新公式化，而是要多結(jié)合實(shí)際問(wèn)題、相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)靈活運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]廖宇生.基于TRIZ理論的產(chǎn)品理想化設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程與方法研究[D].湖南大學(xué)，2007.

作者簡(jiǎn)介：徐淑琴（1980—），女，湖北天門人，助理研究員，碩士，主要研究方向?yàn)榭萍及l(fā)展戰(zhàn)略研究、科技管理研究與科技信息傳播研究；王志松（1978—），男，工程師，碩士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新等領(lǐng)域。