技術(shù)系統(tǒng)完備性分析

曹福全++姜占民++常麗坤++曹紀(jì)明

摘 要：技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則是TRIZ的核心內(nèi)容之一，但傳統(tǒng)TRIZ進(jìn)化法則工具化水平較低，不易于操作。該文對(duì)兩個(gè)相關(guān)法則“完備性法則”和“能量傳遞法則”的工具化應(yīng)用模式進(jìn)行了探討，分別給出了系統(tǒng)創(chuàng)建階段和系統(tǒng)進(jìn)化階段完備性分析的方法步驟，并用實(shí)例加以說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：TRIZ 完備性法則 能量傳遞法則

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（b）-0115-02

TRIZ被稱為技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論，TRIZ的核心就是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則。技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則是TRIZ的核心內(nèi)容之一。TRIZ的創(chuàng)始人G.S.Altshuller認(rèn)為技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化并非隨機(jī)的，而是遵循一定的客觀進(jìn)化模式，所有的系統(tǒng)都是向“最終理想解（IFR）”進(jìn)化的，系統(tǒng)進(jìn)化的模式可以在過(guò)去的專利發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，并可以應(yīng)用于新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，從而避免盲目的嘗試和浪費(fèi)時(shí)間[1]。

進(jìn)化法則在系統(tǒng)演進(jìn)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，但應(yīng)用于具體創(chuàng)新環(huán)節(jié)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)其可操作性較弱，尤其初學(xué)者，往往無(wú)所適從。究其原因，一方面是對(duì)法則的理解程度，再者是多數(shù)進(jìn)化法則更具“指導(dǎo)”意義，工具化水平較低。近年來(lái)筆者致力于TRIZ“本土化”的“S-TRIZ”理論體系構(gòu)建研究，在“進(jìn)化法則工具化”方向進(jìn)行了探索。該文僅就應(yīng)用TRIZ“完備性法則”和“能量傳遞法則”進(jìn)行技術(shù)系統(tǒng)的完備性分析作以探討。

1 完備性法則與能量傳遞法則

1.1 完備性法則

技術(shù)系統(tǒng)的建立是為實(shí)現(xiàn)一定的功能，只有當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)的每一個(gè)部分均達(dá)到最低工作能力，且所有部分共同形成的統(tǒng)一系統(tǒng)的最低工作能力得到保障時(shí)，該技術(shù)系統(tǒng)才有生命力。為此，系統(tǒng)必需具備能夠?qū)崿F(xiàn)其功能最基本的要素：執(zhí)行裝置、傳動(dòng)裝置、動(dòng)力裝置、控制裝置，各要素之間必須存在必要的物質(zhì)、能量、信息和職能聯(lián)系。圖1中箭頭方向表示系統(tǒng)中能量傳遞的路徑。

完備性法則可以簡(jiǎn)單描述為：系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)功能，必需具備保障最低工作能力的基本組成要素和基本聯(lián)系。

1.2 能量傳遞法則

技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)有效的能量傳遞系統(tǒng)，技術(shù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，必須保證能量能夠貫穿系統(tǒng)的所有部分：能源—?jiǎng)恿ρb置—傳動(dòng)裝置—執(zhí)行裝置—產(chǎn)品，能量流向和流量由控制裝置控制。能量流動(dòng)路徑縮短是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的方向。該法則中“能量”的概念是廣義的，包括來(lái)自于能源的動(dòng)力流，也包括貫穿系統(tǒng)的信息流、物質(zhì)流等。

1.3 完備性法則和能量傳遞法則的關(guān)系

由上述可知，完備性法則側(cè)重于系統(tǒng)完成功能的必要組成和必要聯(lián)系，能量傳遞法則側(cè)重于聯(lián)系的有效性和貫通性。或者說(shuō)，前者是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性考察，后者是組件聯(lián)系協(xié)調(diào)性考察。按經(jīng)典TRIZ理論，完備性法則作用于技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)立之初，用以保障系統(tǒng)最低工作能力，系統(tǒng)成功“生存”后，各功能組件已經(jīng)基本“完備”，完備性法則就完成了其使命，由其他法則“打磨”系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)化；能量傳遞法則作用于系統(tǒng)的整個(gè)發(fā)展時(shí)期，不斷縮短能量傳遞路徑以提高理想度。

筆者認(rèn)為，完備性法則事實(shí)上已經(jīng)包含了能量傳遞法則的基本內(nèi)容，二者即有區(qū)別又聯(lián)系。可共同作用于系統(tǒng)創(chuàng)立之初，也可在進(jìn)化階段，用完備性分析的方法，結(jié)合能量傳遞法則定位系統(tǒng)問(wèn)題，建立問(wèn)題模型。

2 技術(shù)系統(tǒng)完備性分析

完備性法則和能量傳遞法則在系統(tǒng)創(chuàng)建階段和進(jìn)化階段作用機(jī)制有所不同：在系統(tǒng)創(chuàng)立階段，完備性法則致力于完善系統(tǒng)基本組件，能量傳遞法則致力于組件間聯(lián)系的貫通；在系統(tǒng)進(jìn)化階段，完備性法則主要可用于定位操作區(qū)域，能量傳遞法則致力于優(yōu)化能量傳遞路徑。

2.1 技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)建的完備性分析

TRIZ認(rèn)為，技術(shù)系統(tǒng)基于某種需求，為實(shí)現(xiàn)某種功能而創(chuàng)建。一開(kāi)始，創(chuàng)建者并不清楚應(yīng)該采用什么樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，或是有了基本思路卻存在種種限制，此時(shí)完備性法則和能量傳遞法則開(kāi)始作用，告訴我們系統(tǒng)必需具備的要素和聯(lián)系。TRIZ劃分了兩個(gè)與實(shí)現(xiàn)功能直接相關(guān)的概念：“工件”和“工具”：“工件”即系統(tǒng)執(zhí)行主要功能的“作用對(duì)象”，“工具”即作用于工件的“執(zhí)行裝置”。在完備性法則引導(dǎo)下，依據(jù)作用對(duì)象（工件）確定合適的執(zhí)行裝置（工具）和所需能量，繼而確定保障執(zhí)行裝置最低工作能力的傳動(dòng)裝置、動(dòng)力裝置和能量來(lái)源，以及協(xié)調(diào)和控制系統(tǒng)的控制裝置。系統(tǒng)基本組件及基本聯(lián)系確定后，依據(jù)能量傳遞法則規(guī)劃能量傳遞路徑。

技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)立的完備性分析簡(jiǎn)要步驟如下。

①定義新系統(tǒng)的名稱。

②簡(jiǎn)述新系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要功能和作用對(duì)象，闡述新系統(tǒng)（應(yīng)具備的）特性。

③依據(jù)作用對(duì)象，確定執(zhí)行裝置和其所需的能量。

④依據(jù)執(zhí)行裝置和能量確定傳動(dòng)裝置、動(dòng)力裝置及能源。

⑤考察系統(tǒng)的控制參數(shù)，確定控制裝置。

⑥考察各裝置間聯(lián)系（能量傳遞）的連續(xù)性與有效性。

⑦確定外部控制。

⑧建立系統(tǒng)完備性分析結(jié)構(gòu)圖。

例1 鐵牛打撈問(wèn)題：我們以大家耳熟能詳?shù)乃纬觊g懷丙和尚撈鐵牛的故事為例，分析一下技術(shù)系統(tǒng)建立的完備性法則與能量傳遞法則應(yīng)用過(guò)程。原“浮橋系統(tǒng)”由八只上萬(wàn)斤重的固定浮橋的鐵牛、搭建浮橋的船、固定船的繩索、橋板等構(gòu)成。洪水沖跨了浮橋，鐵牛被沖入河底，深陷泥沙之中。

問(wèn)題（管理矛盾）：為修好浮橋，鐵牛需要盡快打撈，但笨重的鐵牛陷于河底泥沙中，單憑人力很難打撈上來(lái)。

限制條件：鐵牛過(guò)重；水制約了打撈行動(dòng)。

可用資源：現(xiàn)成物質(zhì)資源包括鐵牛、水、（河底與岸邊的）沙石、（水邊常見(jiàn)的）船、繩索；現(xiàn)成場(chǎng)資源包括重力場(chǎng)、水的浮力場(chǎng)。

完備性分析過(guò)程如下。

①系統(tǒng)名稱：鐵牛打撈系統(tǒng)。

②主要功能：撈出；作用對(duì)象：鐵牛；系統(tǒng)特性：克服鐵牛重量，水中或水上作業(yè)。endprint

③確定執(zhí)行裝置：沉重的鐵牛需要足夠的力量才能撈出，水的限制不能使足夠多的人直接潛入水中打撈，很容易想到的是：少數(shù)熟悉水性的人用繩索拴牢鐵牛，操作者在水面上通過(guò)繩索執(zhí)行打撈作業(yè)，所以，確定執(zhí)行裝置為繩索；確定執(zhí)行裝置能量：本系統(tǒng)中能量用于產(chǎn)生繩索對(duì)鐵牛的“牽引力”以克服鐵牛的重量。

④傳動(dòng)裝置：對(duì)鐵牛的牽引力由繩索本身傳遞給鐵牛，因而繩索本身兼為傳動(dòng)裝置；動(dòng)力裝置和能源：誰(shuí)能為繩索提供足夠的“牽引力”？顯然不能單純依靠人力。考察系統(tǒng)及環(huán)境的能源資源和物質(zhì)資源，水的浮力是克服鐵牛重量的最有價(jià)值能源資源，因此確定能量來(lái)源為“浮力”，而物質(zhì)資源中將浮力轉(zhuǎn)化為“牽引力”的有效裝置（動(dòng)力裝置）確定為“船”。

⑤控制參數(shù)與控制裝置：本例中控制參數(shù)確定為船的重量：在用繩索固定鐵牛時(shí)，船應(yīng)“重”，以保證足夠的吃水深度，打撈作業(yè)時(shí)要求船應(yīng)“輕”，以保證產(chǎn)生克服鐵牛重量的足夠的浮力——船上應(yīng)載有易于裝卸的廉價(jià)的重物，據(jù)此確定控制裝置為沙石。

⑥考察能量傳遞的連續(xù)性與有效性：系統(tǒng)可以保障固定鐵牛時(shí)系統(tǒng)各組件的可靠聯(lián)系，撈鐵牛時(shí)能量（浮力）能夠在船體產(chǎn)生后通過(guò)繩索有效傳遞致鐵牛。為縮短能量傳遞路徑，固定鐵牛時(shí)應(yīng)盡量收緊繩索。

⑦外部控制：裝卸沙石的人。

⑧建立系統(tǒng)完備性分析結(jié)構(gòu)圖。

由上例可知，技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)建的完備性分析一般是沿能量傳遞的逆向路徑進(jìn)行的，組件間能量傳遞應(yīng)保證連續(xù)和有效。

2.2 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析

系統(tǒng)從創(chuàng)立走向成熟，是一個(gè)不斷克服矛盾，優(yōu)化資源，向最終理想解（IFR）目標(biāo)進(jìn)化的過(guò)程。在此過(guò)程中，由于系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系已經(jīng)確定，完備性法則不再是引導(dǎo)我們?cè)鯓印敖M裝”系統(tǒng)，而是可以通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)完備性分析幫助我們確定問(wèn)題所在的位置，能量傳遞法則與不再告訴我們?nèi)绾巍柏炌ā甭?lián)系，而是幫助我們不斷地優(yōu)化聯(lián)系。

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析簡(jiǎn)要步驟如下。

①闡述當(dāng)前系統(tǒng)存在的問(wèn)題（管理矛盾）。

②確定系統(tǒng)的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

③確定操作區(qū)域（問(wèn)題所在的位置）、操作時(shí)間（問(wèn)題發(fā)生的時(shí)間）。

④考察能量傳遞路徑；定義工具和工件。

⑤如問(wèn)題由工具或工件參數(shù)特性變化引起，則嘗試用矛盾分析方法解決問(wèn)題。

⑥如問(wèn)題由工具和工件間能量傳遞（聯(lián)系）因素引起，則嘗試用物-場(chǎng)分析方法解決問(wèn)題。

⑦如問(wèn)題未解決，則重新描述問(wèn)題。

例2 移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)的改進(jìn)：不同移動(dòng)電子設(shè)備，如手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)等充電器不能通用，造成使用不便和浪費(fèi)。

根據(jù)描述，我們確定存在問(wèn)題的當(dāng)前系統(tǒng)為“移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)”。

（1）管理矛盾：移動(dòng)電子設(shè)備充電器互用性差。

（2）根據(jù)管理矛盾的描述，我們從非電氣結(jié)構(gòu)角度確定手機(jī)充電系統(tǒng)組成，動(dòng)力裝置：充電器；傳動(dòng)裝置：充電線；執(zhí)行裝置：接頭；控制裝置：控制電路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（3）操作區(qū)域：執(zhí)行裝置（接頭）部分；操作時(shí)間：充電器連接時(shí)。

（4）矛盾分析（簡(jiǎn)析）：確定矛盾為接口形狀參數(shù)的物理矛盾，應(yīng)用空間分離原理，將充電線與接頭分離，一只充電器可配多個(gè)不同型號(hào)的接頭。

接下來(lái)嘗試系統(tǒng)新的改變。

（5）能量傳遞路徑：電源→充電器→充電線→接頭→移動(dòng)電子設(shè)備。

（6）物-場(chǎng)分析（簡(jiǎn)析）：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要功能的部件是充電器，充電線和接頭保障充電器與設(shè)備的連接。按能量傳遞法則要求，應(yīng)向傳遞路徑縮短方向發(fā)展，所以可考慮連接部分的縮減。最終理想解為：無(wú)需充電線和接頭，充電器可直接為設(shè)備充電。由于此時(shí)缺少連接，則初始物-場(chǎng)模型為“無(wú)效完整物-場(chǎng)模型”（如圖5）應(yīng)找到新的場(chǎng)建立連接，或改造現(xiàn)有場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量無(wú)連接傳遞。設(shè)備為工件S1，充電器為工具S2，充電電場(chǎng)為F1，新場(chǎng)為F2。物-場(chǎng)轉(zhuǎn)換如圖5。

方案：利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)充電，如磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

TRIZ技術(shù)系統(tǒng)完備性法則主要作用于系統(tǒng)創(chuàng)建之初，沿能量傳遞的逆向路徑引導(dǎo)新系統(tǒng)的建立。在系統(tǒng)進(jìn)化階段，完備性法則依然起作用，幫助我們定位沖突的位置。完備性法則與能量傳遞法則密切相關(guān)，可在系統(tǒng)創(chuàng)立階段和系統(tǒng)進(jìn)化階段以不同方式協(xié)同作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹福全.創(chuàng)新思維與方法概論——TRIZ理論與應(yīng)用[M].哈爾濱：黑龍江教育出版社，2009.endprint

③確定執(zhí)行裝置：沉重的鐵牛需要足夠的力量才能撈出，水的限制不能使足夠多的人直接潛入水中打撈，很容易想到的是：少數(shù)熟悉水性的人用繩索拴牢鐵牛，操作者在水面上通過(guò)繩索執(zhí)行打撈作業(yè)，所以，確定執(zhí)行裝置為繩索；確定執(zhí)行裝置能量：本系統(tǒng)中能量用于產(chǎn)生繩索對(duì)鐵牛的“牽引力”以克服鐵牛的重量。

④傳動(dòng)裝置：對(duì)鐵牛的牽引力由繩索本身傳遞給鐵牛，因而繩索本身兼為傳動(dòng)裝置；動(dòng)力裝置和能源：誰(shuí)能為繩索提供足夠的“牽引力”？顯然不能單純依靠人力。考察系統(tǒng)及環(huán)境的能源資源和物質(zhì)資源，水的浮力是克服鐵牛重量的最有價(jià)值能源資源，因此確定能量來(lái)源為“浮力”，而物質(zhì)資源中將浮力轉(zhuǎn)化為“牽引力”的有效裝置（動(dòng)力裝置）確定為“船”。

⑤控制參數(shù)與控制裝置：本例中控制參數(shù)確定為船的重量：在用繩索固定鐵牛時(shí)，船應(yīng)“重”，以保證足夠的吃水深度，打撈作業(yè)時(shí)要求船應(yīng)“輕”，以保證產(chǎn)生克服鐵牛重量的足夠的浮力——船上應(yīng)載有易于裝卸的廉價(jià)的重物，據(jù)此確定控制裝置為沙石。

⑥考察能量傳遞的連續(xù)性與有效性：系統(tǒng)可以保障固定鐵牛時(shí)系統(tǒng)各組件的可靠聯(lián)系，撈鐵牛時(shí)能量（浮力）能夠在船體產(chǎn)生后通過(guò)繩索有效傳遞致鐵牛。為縮短能量傳遞路徑，固定鐵牛時(shí)應(yīng)盡量收緊繩索。

⑦外部控制：裝卸沙石的人。

⑧建立系統(tǒng)完備性分析結(jié)構(gòu)圖。

由上例可知，技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)建的完備性分析一般是沿能量傳遞的逆向路徑進(jìn)行的，組件間能量傳遞應(yīng)保證連續(xù)和有效。

2.2 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析

系統(tǒng)從創(chuàng)立走向成熟，是一個(gè)不斷克服矛盾，優(yōu)化資源，向最終理想解（IFR）目標(biāo)進(jìn)化的過(guò)程。在此過(guò)程中，由于系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系已經(jīng)確定，完備性法則不再是引導(dǎo)我們?cè)鯓印敖M裝”系統(tǒng)，而是可以通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)完備性分析幫助我們確定問(wèn)題所在的位置，能量傳遞法則與不再告訴我們?nèi)绾巍柏炌ā甭?lián)系，而是幫助我們不斷地優(yōu)化聯(lián)系。

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析簡(jiǎn)要步驟如下。

①闡述當(dāng)前系統(tǒng)存在的問(wèn)題（管理矛盾）。

②確定系統(tǒng)的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

③確定操作區(qū)域（問(wèn)題所在的位置）、操作時(shí)間（問(wèn)題發(fā)生的時(shí)間）。

④考察能量傳遞路徑；定義工具和工件。

⑤如問(wèn)題由工具或工件參數(shù)特性變化引起，則嘗試用矛盾分析方法解決問(wèn)題。

⑥如問(wèn)題由工具和工件間能量傳遞（聯(lián)系）因素引起，則嘗試用物-場(chǎng)分析方法解決問(wèn)題。

⑦如問(wèn)題未解決，則重新描述問(wèn)題。

例2 移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)的改進(jìn)：不同移動(dòng)電子設(shè)備，如手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)等充電器不能通用，造成使用不便和浪費(fèi)。

根據(jù)描述，我們確定存在問(wèn)題的當(dāng)前系統(tǒng)為“移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)”。

（1）管理矛盾：移動(dòng)電子設(shè)備充電器互用性差。

（2）根據(jù)管理矛盾的描述，我們從非電氣結(jié)構(gòu)角度確定手機(jī)充電系統(tǒng)組成，動(dòng)力裝置：充電器；傳動(dòng)裝置：充電線；執(zhí)行裝置：接頭；控制裝置：控制電路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（3）操作區(qū)域：執(zhí)行裝置（接頭）部分；操作時(shí)間：充電器連接時(shí)。

（4）矛盾分析（簡(jiǎn)析）：確定矛盾為接口形狀參數(shù)的物理矛盾，應(yīng)用空間分離原理，將充電線與接頭分離，一只充電器可配多個(gè)不同型號(hào)的接頭。

接下來(lái)嘗試系統(tǒng)新的改變。

（5）能量傳遞路徑：電源→充電器→充電線→接頭→移動(dòng)電子設(shè)備。

（6）物-場(chǎng)分析（簡(jiǎn)析）：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要功能的部件是充電器，充電線和接頭保障充電器與設(shè)備的連接。按能量傳遞法則要求，應(yīng)向傳遞路徑縮短方向發(fā)展，所以可考慮連接部分的縮減。最終理想解為：無(wú)需充電線和接頭，充電器可直接為設(shè)備充電。由于此時(shí)缺少連接，則初始物-場(chǎng)模型為“無(wú)效完整物-場(chǎng)模型”（如圖5）應(yīng)找到新的場(chǎng)建立連接，或改造現(xiàn)有場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量無(wú)連接傳遞。設(shè)備為工件S1，充電器為工具S2，充電電場(chǎng)為F1，新場(chǎng)為F2。物-場(chǎng)轉(zhuǎn)換如圖5。

方案：利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)充電，如磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

TRIZ技術(shù)系統(tǒng)完備性法則主要作用于系統(tǒng)創(chuàng)建之初，沿能量傳遞的逆向路徑引導(dǎo)新系統(tǒng)的建立。在系統(tǒng)進(jìn)化階段，完備性法則依然起作用，幫助我們定位沖突的位置。完備性法則與能量傳遞法則密切相關(guān)，可在系統(tǒng)創(chuàng)立階段和系統(tǒng)進(jìn)化階段以不同方式協(xié)同作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹福全.創(chuàng)新思維與方法概論——TRIZ理論與應(yīng)用[M].哈爾濱：黑龍江教育出版社，2009.endprint

③確定執(zhí)行裝置：沉重的鐵牛需要足夠的力量才能撈出，水的限制不能使足夠多的人直接潛入水中打撈，很容易想到的是：少數(shù)熟悉水性的人用繩索拴牢鐵牛，操作者在水面上通過(guò)繩索執(zhí)行打撈作業(yè)，所以，確定執(zhí)行裝置為繩索；確定執(zhí)行裝置能量：本系統(tǒng)中能量用于產(chǎn)生繩索對(duì)鐵牛的“牽引力”以克服鐵牛的重量。

④傳動(dòng)裝置：對(duì)鐵牛的牽引力由繩索本身傳遞給鐵牛，因而繩索本身兼為傳動(dòng)裝置；動(dòng)力裝置和能源：誰(shuí)能為繩索提供足夠的“牽引力”？顯然不能單純依靠人力。考察系統(tǒng)及環(huán)境的能源資源和物質(zhì)資源，水的浮力是克服鐵牛重量的最有價(jià)值能源資源，因此確定能量來(lái)源為“浮力”，而物質(zhì)資源中將浮力轉(zhuǎn)化為“牽引力”的有效裝置（動(dòng)力裝置）確定為“船”。

⑤控制參數(shù)與控制裝置：本例中控制參數(shù)確定為船的重量：在用繩索固定鐵牛時(shí)，船應(yīng)“重”，以保證足夠的吃水深度，打撈作業(yè)時(shí)要求船應(yīng)“輕”，以保證產(chǎn)生克服鐵牛重量的足夠的浮力——船上應(yīng)載有易于裝卸的廉價(jià)的重物，據(jù)此確定控制裝置為沙石。

⑥考察能量傳遞的連續(xù)性與有效性：系統(tǒng)可以保障固定鐵牛時(shí)系統(tǒng)各組件的可靠聯(lián)系，撈鐵牛時(shí)能量（浮力）能夠在船體產(chǎn)生后通過(guò)繩索有效傳遞致鐵牛。為縮短能量傳遞路徑，固定鐵牛時(shí)應(yīng)盡量收緊繩索。

⑦外部控制：裝卸沙石的人。

⑧建立系統(tǒng)完備性分析結(jié)構(gòu)圖。

由上例可知，技術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)建的完備性分析一般是沿能量傳遞的逆向路徑進(jìn)行的，組件間能量傳遞應(yīng)保證連續(xù)和有效。

2.2 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析

系統(tǒng)從創(chuàng)立走向成熟，是一個(gè)不斷克服矛盾，優(yōu)化資源，向最終理想解（IFR）目標(biāo)進(jìn)化的過(guò)程。在此過(guò)程中，由于系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系已經(jīng)確定，完備性法則不再是引導(dǎo)我們?cè)鯓印敖M裝”系統(tǒng)，而是可以通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)完備性分析幫助我們確定問(wèn)題所在的位置，能量傳遞法則與不再告訴我們?nèi)绾巍柏炌ā甭?lián)系，而是幫助我們不斷地優(yōu)化聯(lián)系。

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的完備性分析簡(jiǎn)要步驟如下。

①闡述當(dāng)前系統(tǒng)存在的問(wèn)題（管理矛盾）。

②確定系統(tǒng)的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

③確定操作區(qū)域（問(wèn)題所在的位置）、操作時(shí)間（問(wèn)題發(fā)生的時(shí)間）。

④考察能量傳遞路徑；定義工具和工件。

⑤如問(wèn)題由工具或工件參數(shù)特性變化引起，則嘗試用矛盾分析方法解決問(wèn)題。

⑥如問(wèn)題由工具和工件間能量傳遞（聯(lián)系）因素引起，則嘗試用物-場(chǎng)分析方法解決問(wèn)題。

⑦如問(wèn)題未解決，則重新描述問(wèn)題。

例2 移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)的改進(jìn)：不同移動(dòng)電子設(shè)備，如手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)等充電器不能通用，造成使用不便和浪費(fèi)。

根據(jù)描述，我們確定存在問(wèn)題的當(dāng)前系統(tǒng)為“移動(dòng)電子設(shè)備充電系統(tǒng)”。

（1）管理矛盾：移動(dòng)電子設(shè)備充電器互用性差。

（2）根據(jù)管理矛盾的描述，我們從非電氣結(jié)構(gòu)角度確定手機(jī)充電系統(tǒng)組成，動(dòng)力裝置：充電器；傳動(dòng)裝置：充電線；執(zhí)行裝置：接頭；控制裝置：控制電路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（3）操作區(qū)域：執(zhí)行裝置（接頭）部分；操作時(shí)間：充電器連接時(shí)。

（4）矛盾分析（簡(jiǎn)析）：確定矛盾為接口形狀參數(shù)的物理矛盾，應(yīng)用空間分離原理，將充電線與接頭分離，一只充電器可配多個(gè)不同型號(hào)的接頭。

接下來(lái)嘗試系統(tǒng)新的改變。

（5）能量傳遞路徑：電源→充電器→充電線→接頭→移動(dòng)電子設(shè)備。

（6）物-場(chǎng)分析（簡(jiǎn)析）：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要功能的部件是充電器，充電線和接頭保障充電器與設(shè)備的連接。按能量傳遞法則要求，應(yīng)向傳遞路徑縮短方向發(fā)展，所以可考慮連接部分的縮減。最終理想解為：無(wú)需充電線和接頭，充電器可直接為設(shè)備充電。由于此時(shí)缺少連接，則初始物-場(chǎng)模型為“無(wú)效完整物-場(chǎng)模型”（如圖5）應(yīng)找到新的場(chǎng)建立連接，或改造現(xiàn)有場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量無(wú)連接傳遞。設(shè)備為工件S1，充電器為工具S2，充電電場(chǎng)為F1，新場(chǎng)為F2。物-場(chǎng)轉(zhuǎn)換如圖5。

方案：利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)充電，如磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

TRIZ技術(shù)系統(tǒng)完備性法則主要作用于系統(tǒng)創(chuàng)建之初，沿能量傳遞的逆向路徑引導(dǎo)新系統(tǒng)的建立。在系統(tǒng)進(jìn)化階段，完備性法則依然起作用，幫助我們定位沖突的位置。完備性法則與能量傳遞法則密切相關(guān)，可在系統(tǒng)創(chuàng)立階段和系統(tǒng)進(jìn)化階段以不同方式協(xié)同作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹福全.創(chuàng)新思維與方法概論——TRIZ理論與應(yīng)用[M].哈爾濱：黑龍江教育出版社，2009.endprint