武器改进背后的规律》(三)

作者:史博嘉

咱们前文谈到,发明问题解决理论,并用他来解释不同武器发展背后的规律。我们是否能用这个理论继续解决前文的问题,找到一种既粗又尖利的穿甲弹设计方案呢?

6,脱壳弹---物理矛盾及时间分离的完美体现

上边我们谈到,新的穿甲弹需要大口径炮发射,但大口径炮对应着较粗的炮弹直径。这就不能满足穿甲的要求。那我们还用物理矛盾的公式来表述这个问题,如下:

穿甲弹直径,以便利用大口径炮进行发射;

但是

穿甲弹直径,以便更好的穿甲;

我们发现,我们又对穿甲弹的直径有了两个互斥需求,即:既要粗,还要细。我们可以利用TRIZ的方法看看,是否可以通过时间、空间、条件和系统层次进行分离?

这个问题其实比较简单,用时间即可分离。即:在发射过程中,需要较大的直径,在攻击的过程中需要较小的直径。只要我们能同时满足上述要求,即可实现这个参数的互斥要求!如图8,即是一种脱壳弹,这种脱壳弹可以使用大口径炮进行发射,在发射后,飞行过程中脱去外壳,使用较细的弹体实现穿甲!是不是又是物理矛盾和分离?

7,TRIZ能帮我们做什么?

我们看到,在一个产品的改进中,表现形式千差万别,但本质却是一样的。接下来,让我们看看TRIZ能做什么?总的来说就三件事:解题、预测、能力提升。

A,解题:

随着TRIZ的发展,已经由原来的经典TRIZ发展成为当前体系更加完善的现代TRIZ,如图9。这个方法最有冲击力的就是解决技术难题!而且是系统的解决技术难题!

对于技术的难题,TRIZ理论有四个工具:创新原理、分离方法、标准解和效应库

创新原理:TRIZ理论认为,人类自工业革命后解决了大量的技术难题,这些技术难题的解决其实就是四十种“创新原理”在不同行业、不同产品中的反复应用。这四十个原理就是调和参数之间冲突的方法总和。

分离方法:对于集中而尖锐的冲突往往体现在一个参数之间的互斥需求,对于这类问题,我们使用分离方法。最初是十一种方法,后来又有人扩展到了三十多种,近年来为了教学和使用的方便,又归纳为了四种。上边关于穿甲弹的改进内容基本都是围绕着这个工具阐释的。

标准解系统,是把大量的技术问题用“问题模型”与“解题模型”表示出来,后来发现,有代表性的有76对,并形成了标准解系统。如果您遇到了一个问题,可以把问题的模型用标准的方法表示出来,再到解题模型中寻找解决的方案,这种解题工具,最具解题的指导性。

效应库,我们(不包括爱因斯坦)在工作中解决的超过99%的问题都是人类技术可以实现的!我们只是利用相同的知识,在不同的产品上进行具体设计而已。但由于现在产品设计越来越复杂,我们知识又太有限,因此我们需要各个技术领域的知识来支撑我们的技术创新。

科学知识浩如烟海,很难查找,最初,根里奇• 阿奇舒勒梳理了三十个基本功能,并总结了部分科学原理和效应。在上个世纪90年代,一群科学家对人类现有的科学原理和效应进行了全面梳理,并结合计算机技术及语义处理技术构建了比较完整的“科学原理效应库”。在这个数据库的支撑下,我们就可以通过检索,更方便的进行跨行业、跨领域的知识借鉴了。随着知识管理的不断深入及专利技术的发展,现在可以基于计算机技术构建一个更加庞大、更具实用性的数据库来支撑我们的产品设计。

效应库不是基于某个产品,而是基于功能对创新提供支撑的。现在,专利、科学原理及效应已经成为我们解决技术难题重要的利器!

B,预测:

除了上述的解题工具,TRIZ还提供了S曲线和进化法则。这些基本规律揭示了技术产品在不断改进中所遵循的规律,可以帮助我们进行产品的预研。目前,很多技术系统的预研还停留在利用本行业经验拍脑袋的阶段,缺少方法论的指导,而TRIZ的方法可以基于功能、原理和结构,提供一个立体的方法论,让我们从纯技术的角度来预测一个技术系统未来的研发方向。

随着不断的发展,基于TRIZ的现代产品预测方法论更加全面。在对产品未来的发展方向进行预测时,更加偏重功能和原理层面的预测,如图10。从预测的角度讲,我们应该获得技术未来基于结构上的变化逻辑、基于原理的跃迁方向和基于问题的解决框架等。这个理论框架可以用于复杂技术产品的预研。详细的内容您可以查看本公众号的其他文章。之后还希望用专门的文章阐述军工行业的产品预研怎么做。

C,能力提升:

由于TRIZ是一个完整的理论体系,因此,通过方法的导入可以帮助研发人员系统的掌握产品预研及解决核心技术难题的方法,从而全面提升研发队伍的实战能力。这也是我们进行高质量创新的人才基础。

毫无疑问,TRIZ理论是概念设计领域非常实用的一个工具,希望读者能够系统的了解这个方法体系。下文中,笔者将从创新方法逐步延伸,探讨一下如何构建一个现代化的研发平台。