干货更新 | 创新原理的实际应用

创新原理的由来

1946年,阿奇舒勒进入苏联海军专利局工作,有机会接触了来自不同国家不同工程领域内的大量专利。在分析这些专利的过程中,他发现,这些专利虽然来自不同国家、不同领域,而且解决的也是不同的问题,实现的是对不同系统的改进,但是,这些专利是利用了某些相同的方法。

也就是说,很多的原理和方法在发明的过程中是重复使用的。于是,他就想从大量的专利中找出那些基本的常用的方法。基于这样一种思想,他对于世界上不同领域的专利和方法进行了归纳和总结,提取出了在专利中最常用的方法和原理,共总结出40种,他称之为40个发明原理。

图1:阿奇舒勒总结的40个发明原理

构建技术矛盾使用创新原理

40个发明原理有一个最常见的应用,那就是通过构建技术矛盾,即构建格式为“如果、那么、但是”的技术矛盾,并利用此格式分别从“那么”和“但是”行中提取出改善和恶化的通用工程参数,通过通用工程参数对应的序号来查找推荐的发明原理,最后根据推荐的发明原理进行头脑风暴尝试寻找解决技术矛盾的方案。

实际在使用此方法的过程中逻辑上有这样的一个顺序,第一步明确我要研究的技术系统是什么,它的主要缺点(我们想改善的主要缺陷)是什么,只有确定了我们需要关注的缺陷,才能得到聚焦在此缺陷上的解决方案,明确了缺陷也就明确了我们想要实现的项目目标具体是什么,也就非常确定了矛盾格式中的“那么”。

第二步考虑我们在解决此缺陷时常用的技术方案,这个方案要求必须是可行的,能够解决我们的缺陷,但是它本身带来的系统缺陷也是非常明显的。这种技术方案并不要求是一种新的技术,也可能只是一种设备本身参数的调整。例如我们发现行李在滑槽上下降的速度太快,导致行李碰撞时的冲击力大进而损坏,我们简单分析发现碰撞是因为速度大,速度大是因为行李下降过程中加速度大,加速度太大是因为滑槽倾斜角度太大,那如果减小滑槽角度的话我们就可以减小行李碰撞的发生了。在此我们认为这就是一种可以有效解决我们所关注缺陷的技术方案,当然其带来的对系统的其他影响我们也必须找到,那就是由于竖直高度一定,倾斜角度的减小意味着水平距离的增加,这将导致滑槽占用了更大的场地空间。还有类似的例子比如,油烟机吸烟效果不好,我们可以加大吸烟电机的功率,但是会产生更大的噪声;比如播种机播种量不能调节,只能播种固定数量的种子,那么我们可以更换不同规格的排种轮,但是这样会使我们增加了很多额外的劳动,花费了更多的时间。

第三步是思考我们引入的这种技术会给我们当前系统带来哪些不好的影响,有时候这种影响是有很多个的,比如常见的我们很容易想到的,会导致系统变的更复杂,会导致项目成本的增加,会带来更加复杂的操作等等。在这点上我们应该重点关注此项技术或参数改变的操作对我们系统带来的技术上最大的影响是什么,而不应该首先开始考虑复杂性、成本增加这些比较概况性的问题。这里并不是不对这些问题进行考虑,而是首先解决我们在技术上面临的主要矛盾,然后再回过头来考虑我们如何对此技术进行一个更加详细的优化,使其他方面也能够满足我们的需求。对于解决系统矛盾我们的原则是不妥协,必须达到一种“双赢”的结果,而对于系统复杂性的增加、成本的增加我们必然是一个成本效益估算的结果,如果此项技术能够为我们带来收益,那就是一个很好的方案,至于收益的大小更多的就是对此项改进的一个评价标准。

图2 :构建技术矛盾的思维过程

上述即为技术矛盾构建的一个思维过程,技术矛盾的构建意味着问题模型的构建,接下来我们就可以使用TRIZ工具查找对应发明原理,根据发明原理再进行头脑风暴去解决问题。

创新原理的直接应用

我们前边所讲述的都是基于原有系统进行改进的一种设计,而在实际工作中,尤其是涉及结构设计工作的工程人员往往需要根据客户提出的需求去设计一种工具、设备、或者产品去满足客户的要求,这时我们也可以尝试直接使用创新原理。

创新原理本身就是从大量专利当中进行归纳、总结、提取出来的非常具有概括性的方法,因此我们在面对全新功能、全新设计时考虑直接运用创新原理,尝试是否可以带给我们启发。例如我们需要一种便携性更好的自行车,根据创新原理分割,我们是否可以考虑将自行车分成不同的模块,例如前轮模块、后轮模块、支架模块、传动模块,又能达到快速组装呢?当然我们也可以考虑直接使用复合材料原理,让我们的自行车更加轻便;根据自服务原理,我们的自行车可以自己走到我们的跟前,而根本不需要我们携带,这个如何实现呢?实际上这些原理对于设计人员来说都是很好的启发,如果有对于新产品的设计需求,不妨将所有创新原理进行一番尝试,也就会有意想不到的收获。

IWINTALL| 亿维讯同创

北京亿维讯同创科技有限公司(原亿维讯)成立于2002年,是国内最早从事科学技术创新和创新型人才培养的服务机构之一。致力于缩短国民创新力与国际创新水平的距离,依托风靡于全球的国际创新理论体系TRIZ和实战经验丰富的国内外专家团队,18年间,为中国企业、商业机构、高校和政府的创新发展提供指导、协同和创新动力,有效的提高创新能力和技战术水平,进而实现创新成果的实际效益转化。
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