理论教育 粒子法分析:TRIZ进阶及实战

粒子法分析:TRIZ进阶及实战

时间:2023-08-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:粒子法是小人法的升级版。粒子的画法很简单,用“x”表示即可,比画小人还要简单。用粒子法思考分析该问题,如图8-30所示。粒子法优于小人法之处是,粒子法简图的分析结果,可以启发我们思考支撑设备的粒子元素要具有什么属性、执行什么功能才能使初始问题渐变成为最终理想状态。要点小结粒子法的操作要点虽然也是系统组件的细分、离散和重组,但是粒子元素被更明确地赋予了理想化的特征。

粒子法分析:TRIZ进阶及实战

粒子法是小人法的升级版。它用更细小的粒子替代了小人,在思考顺序上有所不同,在画法上基本相同,在结果上更强调物质的属性和功能属性。

粒子法思考与画图步骤如下:

第一步,画问题情境简图。画图要求与小人法一致,随手绘制简图,说明问题即可,无需美观精确。在简图中用粒子表示与问题情境中的系统组件/物质有接触(相互作用)的元素,这些粒子所代表的元素具有任何所需的属性,可以执行任何所需功能。粒子的画法很简单,用“x”表示即可,比画小人还要简单。

第二步,想象问题解决后的理想化最终结果,即圆满完成预设功能,而且对原有系统改动最小、代价最低,然后在问题情境图的右边画出一个简图来表达这个理想结果。当达到这个理想结果时,粒子应该完成了预设功能,脱离了与系统组件的接触,可以将其画在旁边。

第三步,比较左右两个简图的差别,认真思考从左图变成右图,该过程中可能出现什么变化,粒子需要哪些资源支持,需要完成哪些功能以及所具备的功能属性。如果左右两个简图的差异较大,在思考上难以一步到位,可考虑增加一两个中间状态简图。再想象从现有的问题情境,如何一步步地经由中间状态,过渡到问题解决后的理想状态。其间的每一步,都需要预设粒子的功能,完成功能的动作,以及粒子所应具有的能量、功能属性等。

案例:一个几十吨的重型设备要安放在预先挖好的水泥底座坑中。如果不用大型起重设备,能否将其平稳安放入位?用粒子法思考分析该问题,如图8-30所示。

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图8-30 粒子法安放重型设备入位的分析简图

从左至右,问题的初始情境是利用粒子元素在设备底座作为支撑,平顺地平移了该设备;中间状态是部分粒子可以逐渐地脱离与设备的接触;理想状态是最终所有支撑设备的粒子都脱离了与设备的接触。这个过程是平稳、逐渐地实现的,设备安全完好地安装到位。

粒子法优于小人法之处是,粒子法简图的分析结果,可以启发我们思考支撑设备的粒子元素要具有什么属性、执行什么功能才能使初始问题渐变成为最终理想状态。由此找到粒子应该具有的物质属性和必须实现的功能,获得解决问题的概念解。在本案例中,由于粒子元素需要完成的初始功能是“支撑设备”其功能属性是支撑,很多比较坚硬的物质的属性中都有支撑性,但是,仅仅完成“支撑设备”功能还不够,设备还必须平稳降至坑底,因此,粒子元素还要同时具有逐渐“降低高度”的功能及功能属性,这就要求粒子元素要具备形态上的逐渐变化性。另外,由于坑壁具有四周包围设备底座的空间约束性(二者间狭窄的缝隙),因此要求粒子元素可以全部(或者绝大部分)通过狭窄的缝隙“逸出”,因此粒子元素应该具有“通过狭缝”的功能,具备一定的流动性。那么,这三个功能和功能属性彼此串接的结果,启发我们找到一种物质,初期具有坚硬的支撑性,随后具有可控的逐渐变形性,然后藉由流动性而逸出,脱离与设备底座的接触。只要粒子元素具备这三个属性,能完成三个功能,都可以作为该问题的概念解。

该问题的概念解决方案有多个。例如,可以采用相变的原理,所有具备相变的物质如水、液态、流体等都可以实现该功能。请读者依据粒子法的启发,自行思考其他的概念解决方案。

要点小结

粒子法的操作要点虽然也是系统组件的细分、离散和重组,但是粒子元素被更明确地赋予了理想化的特征。粒子法一步步地引导我们逻辑化地思考,粒子元素要具有什么属性、执行什么功能才能使初始问题渐变成为最终理想状态,最终将问题重新定义为一个由物质属性来实现功能的问题模型。

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