技术系统的进化应该遵循以下三点:
1)沿着使能量流动路径缩短的方向发展,以减少能量损失。例如,用绞肉机替代菜刀,刀片的旋转运动代替了菜刀的垂直运动,无间断实现功能,省时又省力。能量传递路径的最小化的举措之一就是从系统中去除传动装置,让能量由动力装置直接传递到执行装置。
2)能量必须顺畅传递到各个系统组件(子系统或元件)。以智能手机为例,手机中的能量传递形式主要有两种,一种能量是电流,如果手机的某个零部件(如手机液晶屏)断电的话,那么该零件部的功能就会失效,进而导致整个技术系统无法完成预设功能;另一种能量是电磁波(手机信号),手机天线要能够正常接收和发射电磁波,如果天线失效,整个手机将失去无线通话和上网等主要功能。
3)减少能量转换的次数。每次能量转换都会有能量的浪费。例如汽车发动机把化学能转化为热能,热能再转化为机械能,机械能再转化为电能。大致来说,汽油燃烧的能量有50%会变成热量散失掉,剩余的50%里面又有约20%的能量用于汽车各种设备的供能,真正用于发动机驱动车辆行驶的能量,只有约30%了,最先进的燃油发动机也只能做到接近40%。而如果采用电动机作为动力装置,电动机(轮毂电动机,一种把电动机安装在轮毂上的驱动技术)直接安装在车轮上,取消了传动装置,大大缩短了能量传递路径,能量转化率可以达到70%~80%。很多纯电动车都采用了这样的驱动方式,如图3-6所示。
经典TRIZ中的能量传递法则阐述了能量流的传递规律,却没有关注物质世界中另外两种基本要素——物质和信息的传递。现代TRIZ把物质、能量、信息统一看作是一种“流”,专门对流进行了研究,衍生出了“流进化法则”,并提出了全新的问题分析工具“流分析”以及流改进措施。在流分析中也存在进化反趋势。(www.daowen.com)
图3-6 直接安装在轮毂上的轮毂电动机
要点小结
系统功能获得优化的三个启示:一是缩短能量传递的路径,消除功能不足和功能失效的环节;二是减少能量形式(机、电、化、热、核等)转换的次数;三是减少信息传递的层级,避免可能出现的信息失真。该法则对物质流、能量流、信息流都适用。
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