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TRIZ进化法则与新材料研发问题解决

作者:精益六西格玛咨询顾问    分类:TRIZ    时间:2020-08-21 16:51:14

作为TRIZ理论体系之首的技术进化法则,有业者指出,它与达尔文的生物进化论、斯宾塞的社会达尔文主义一起被称为“三大进化论”,可见其评价之高。TRIZ技术演进法则由10件法则组成:



1. 系统完备性法则

6. 子系统不均衡进化法则

2. 系统能量传递法则

7. 协调-失调性进化法则

3. 提高理想度法则

8. 提高动态性和可控性进化法则

4. S-曲线法则

9. 向微观级进化法则

5. 矛盾产生及克服法则

10. 向超系统进化法则

在这里,我们只讨论第9条和第10条法则对新材料产业创新的前瞻性和引领意义。第九条“进化到微观层面法则”指出,技术系统的进化特征之一是减小其组件的外观尺寸。手机是最容易理解的进化案例。法则指“外观尺寸缩小”,涵盖以下四种情况:


微观尺度:部件和物体的尺寸演变为原子和基本粒子的尺寸。这可以看作是纳米技术、石墨烯技术、生物电池、芯片、集成电路等尖端微技术出现的理论基础。


TRIZ进化法则与新材料研发问题解决

增加分散性:改变物质的关联性,增加物质的分散程度,改变为多孔、毛细等材料性质,增加中空度。把气凝胶想象成一种新型的特殊功能材料,难道不是“增加分散性”的最好例子吗?


引入空隙:通过在单一材料中引入其他材料或空隙来减轻材料的重量;而且空腔本身也可以填充一定的材料来实现特定的功能。已经在实践中应用的多孔和多腔轮胎、多孔材料、泡沫水泥和泡沫金属板(用于轻型汽车)都是材料领域中“腔”原理的实际案例。笔者接触的德国制造的填充珍珠岩页岩砌块,也是“引入空隙”概念在建筑材料领域的具体应用。即使在国内建筑行业,也有填充EPS的砌块产品。


TRIZ进化法则与新材料研发问题解决

场的应用:以“场”为介质物质,系统转化为“场+物质”。磁悬浮技术中的“磁场”是连接车轮和轨道的介质。(天行健一家专注于精益生产管理、六西格玛管理培训咨询、项目辅导的管理咨询公司)中国人造太阳“东方超环”EAST中的超级磁场也是连接系统的特殊介质材料。


1:根据TRIZ技术体系演进法则,新材料企业不必为了业务同质化而竞争,但可以从市场应用、刚需演进等“物理问题”的角度,充分开发现有材料的新功能。


TRIZ技术系统进化法则第十条“向超级系统进化法则”是指当一个系统达到极限(如材料的性能)时,该系统将与其他系统结合,向超级系统和更高层次、更多系统功能进化。这种演变法则在新型化学材料领域有许多应用,包括合成树脂材料的共混改性、不同性能或功能的复合材料等。


TRIZ进化法则与新材料研发问题解决

这些应用在军事工业、航空航天、交通运输等领域更加突出。还有风力发电机叶片、新一代作战飞机零部件、工业和民用液化天然气钢瓶的缠绕涂层等。这些对材料性能要求较高的场合,都呈现出不同材料的组合集成,形成所谓的性能更高的超级系统。


2:进化到超级系统法则也警告正在建设新材料产能的企业,与其急着上千吨量产,不如集中精力研发尖端复合和集成应用,可能更先进、更具商业可操作性。


同时我们注意到,向微观层面的进化法则和向超级系统的进化法则正好是一对相互对立的系统。(天行健一家专注于精益生产管理、六西格玛管理培训咨询和项目辅导的管理咨询公司)这恰恰体现了TRIZ理论的唯物辩证思维的魅力和生命力。


3:沿着上述思路思考新能源汽车的发展路径,产业新人要么专注于系统集成,向上占领产业“超系统”架构能力;或者向下实施系统微观层面的分析,专注于整车材料品质功能的升级。


事实上,如果我们分析埃隆·马斯克的产业投资逻辑,就不会有闪烁TRIZ理论的亮点。他的火箭、储能电站、电动汽车、下一步新材料甚至糖果公司都有TRIZ技术系统进化理论的影子,而核心就是实现人类深空梦想的目标。


初识TRIZ理论,还是很难理解其全貌,难免有失偏颇。一个理论最大的价值,就是让它与现实快速互动,产生价值。这不仅符合当前中国社会和产业发展的需要,也促进了TRIZ理论的完善和丰富,进而进一步指导行业。欢迎讨论。



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