创新方法triz对北京某新材料业务战略的启示

伴创新方法triz影响力的扩大,在发达经济体中很多大企业,过往几十年都曾引入过创新方法triz及实践,如通用电气、三星、西门子等.在中国,已经在相关省市开展创新方法triz应用试点.神华集团、华谊集团等大型企业也都先后开展过TRIZ应用实践活动.

创新方法triz论的主体内容

进化法则

39个工程参数和矛盾矩阵

标准解法

最终理想解

物理矛盾的分离原则

发明问题解决算法

40个发明原理

 物-场模型

 知识效应库

创新方法triz进化法则与新材料研发问题解决

作为TRIZ理论体系之首的技术进化法则,有业者指出,其与达尔文的生物进化论、斯宾塞的社会达尔文主义并称为"三大进化论",评价之高可见一斑.TRIZ技术进化法则由10条子法则构成:

系统完备性法则

 子系统不均衡进化法则

系统能量传递法则

协调-失调性进化法则

提高理想度法则

 提高动态性和可控性进化法则

S-曲线法则

向微观级进化法则

矛盾产生及克服法则

向超系统进化法则

在此仅探讨第9、第10条法则对新材料产业创新的前瞻和引领意义.第9条"向微观级进化法则"指出,技术系统的进化特征之一是沿着减少其元件外观尺寸方向发展的.手机,是最易理解的进化案例.法则所指的"外观尺寸减少"涵盖如下四种情景:

规模微观化:元件及物品的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化.这可以看作是纳米技术、石墨烯技术、生物电池、芯片及集成电路等前沿微观科技出现的理论基础.

增加离散度:改变物质的关联性、加大物质的分散程度,向多孔、毛细管等物质性态转变、加大中空度.联想到气凝胶这种新兴特种功能材料,不正是"增加离散度"最好例子吗?

引入空洞:通过引入其它材料或空洞到单块物料中、减轻物料重量;而且空洞本身也可以填入某种材料实现特定功能.已经实际应用的多孔多腔轮胎、多孔材料、发泡水泥、以及发泡金属板材(用于汽车轻量化),都是"空洞"原理在材料领域的现实案例.笔者曾接触的德国产灌装珍珠岩页岩砌块也是"引入空洞"理念在建材领域的具体应用;即使国内建筑行业也有灌注EPS的建筑砌块制品.

场的应用:以"场"作为某种介质物质,使体系向"场+物质"转变.磁悬浮技术中的"磁场"正是连接车轮与轨道之间的介质物质吧.中国的人造太阳"东方超环"EAST中的超级磁场也不失为一种连接体系的特殊介质材料.

提示1:依据TRIZ技术系统进化法则,新材料企业大可不必"你有我有"地开展业务同质化的竞争,完全可以剑走偏锋、以市场应用及刚需为导向、从新材料向微观级进化这个"物理问题"为视角、对既有材料开展新功能的深入开发.

TRIZ技术系统进化法则第10条"向超系统进化法则",是指一个系统发展到极限时(比如材料性能发挥),系统将于其它体系联合、向超系统和更高水平、更多系统功能方向发展进化.这个进化法则在化工新材料领域很多,包括合成树脂材料的共混及改性、不同性态或功能结合而成的复合材料等.在军工、航空航天、交通等领域这些应用较为突出.还有风电机组扇叶片、新一代作战飞机部件、工民液化天然气钢瓶缠绕涂覆等等,这些对材料有更高性能要求的场合,都呈现不同材料的组合、集成、形成更高性能的所谓超系统.

提示2:向超系统进化法则也告诫扎堆新材料产能构建的企业们,与其抢着千把吨的量产,不如潜心于高精尖的复合与集成应用研发,也许更具产业的先进性和商业操作性.

同时我们注意到,向微观级进化法则与向超系统进化法则,正好是一对互为反向的体系.这正好体现了TRIZ理论的唯物辩证思维的魅力和它的生命力.

提示3:沿着上述思路思考当下新能源汽车的发展路径,产业新来者要么聚焦于系统集成、向上占据产业"超系统"架构能力;要么向下实施系统微观级的解析、专注车用材料品质功能升级.

事实上,如果分析埃隆·马斯克的产业投资逻辑,也无不闪烁TRIZ理论的亮点.他的火箭、储能电站、电动汽车和下一步的新材料甚至糖果公司,都有TRIZ技术系统进化论的影子,核心都围绕着实现人类深空梦的目标.