TRIZ1141四类模型
文山东建筑大学TRIZ研究所 王日君 张明勤 张士军 责编刘亮
2010年07月01日
电饭煲作为一种炊具,已广泛应用于现代家庭。众所周知,电饭煲在饭熟了之后能够自动断电,进入保温状态。其自动断电的原理你是否知道呢?
19世纪末,法国物理学家比埃尔•居里在自己的实验室里发现了磁石的一个物理特性:当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会消失。后来,人们把这个温度叫“居里点”。电饭煲的断电便是应用了磁石的“居里点”。其原理为:在电饭煲的底部装一块磁铁和一块“居里点”为105℃的磁性材料;当锅里的水分干了以后,食品的温度将超过100℃继续上升;当温度达到约105℃时,磁性材料因磁性消失而失去磁铁对它的吸力,这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开,同时带动开关断开电源,停止加热。这便是电饭煲自动断电的原理,即应用了磁性材料的热磁效应。
以热磁效应为代表的科学效应和现象,对于发明问题的解决具有强有力的帮助作用。在经典TRIZ理论当中,阿奇舒勒提出了应用“How to”模型结合科学效应知识库进行发明创造的方法,并给出30个标准的“How to”模型,以及这些模型的实现经常要用到的100个科学效应,来帮助我们解决工程中常见的问题。应用“How to”模型与知识库解题时也遵循TRIZ理论解题的基本流程,先将实际问题转化为“How to”模型,其基本形式为“如何+动词+名词”,如:“如何升高温度”、“如何改变尺寸”、“如何控制力”等。然后利用科学效应知识库这种中间工具,获得解决问题模型,即知识库中的方案。如果可以将知识库中的方案应用到实际问题当中,这个实际问题也就迎刃而解了。
阿奇舒勒的一个经典案例很好地展示了这一解题过程:灯泡内部气体有一定的压力,但当这个压力比正常压力高或者低时,有可能会导致灯泡的爆裂。那么我们如何知道灯泡内部的压力是否正常呢?需要采取适当的措施进行测量。应用“How to”模型将问题定义为:如何准确测量灯泡内部气体的压力。查询得到可以测量压力的科学效应和现象有机械振动、压电效应、驻极体、电晕放电、韦森堡效应等多种,而其中只有“电晕”的出现依赖于气体成分和导体周围的气压。最终解决方案为:用电晕放电效应测量灯泡内部气体的压力。
“How to”模型与其他三类问题模型相比,是最容易定义的一种问题模型,因为这符合人们提出问题时的常用方式。因此,人们在应用TRIZ解决问题时,常常首先选择“How to”模型与知识库这种解题方法。近年来随着计算机辅助创新技术的发展,利用CAI软件平台,知识库得到了极大地发展与完善,已从最初的百余条科学效应发展到数以万计的方案库,使应用“How to”模型与知识库解决创新问题的效率有了质的飞跃。