TRIZ進(jìn)化規(guī)則和新材料研發(fā)問題解決

作為TRIZ理論體系之首的技術(shù)進(jìn)化法則，有業(yè)者指出，其與達(dá)爾文的生物進(jìn)化論、斯賓塞的社會(huì)達(dá)爾文主義并稱為“三大進(jìn)化論”，可見其評(píng)價(jià)之高。TRIZ技術(shù)發(fā)展規(guī)則由10個(gè)子規(guī)則組成:

這里只討論規(guī)則9和規(guī)則10對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的前瞻性和引領(lǐng)意義。第九條《向微觀層次進(jìn)化的規(guī)律》指出，技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化特征之一是沿著減小其組件外觀尺寸的方向發(fā)展。手機(jī)是最容易理解的進(jìn)化案例。法律中提到的“外觀尺寸縮小”涵蓋以下四種情況:

微觀尺度:部件和物體的尺寸演變?yōu)樵雍突玖Ｗ拥某叽?。這可以看作是納米技術(shù)、石墨烯技術(shù)、生物電池、芯片、集成電路等尖端微技術(shù)出現(xiàn)的理論基礎(chǔ)。

增加分散性:改變物質(zhì)的關(guān)聯(lián)性，增加物質(zhì)的分散程度，改變?yōu)槎嗫?、毛?xì)等材料性質(zhì)，增加中空度。把氣凝膠想象成一種新型的特殊功能材料，難道不是“增加分散性”的最好例子嗎？！

引入空隙:通過在單一材料中引入其他材料或空隙來減輕材料的重量；而且空腔本身也可以填充一定的材料來實(shí)現(xiàn)特定的功能。已經(jīng)在實(shí)踐中應(yīng)用的多孔和多腔輪胎、多孔材料、泡沫水泥和泡沫金屬板(用于輕型汽車)都是材料領(lǐng)域中“腔”原理的實(shí)際案例。筆者接觸的德國(guó)制造的填充珍珠巖頁(yè)巖砌塊，也是“引入空隙”概念在建筑材料領(lǐng)域的具體應(yīng)用。即使在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)，也有填充EPS的砌塊產(chǎn)品。

場(chǎng)的應(yīng)用:以“場(chǎng)”為介質(zhì)物質(zhì)，使系統(tǒng)變?yōu)椤皥?chǎng)+物質(zhì)”。磁懸浮技術(shù)中的“磁場(chǎng)”是連接車輪和軌道的介質(zhì)。中國(guó)人造太陽(yáng)“東方超級(jí)環(huán)”EAST中的超級(jí)磁場(chǎng)也是連接系統(tǒng)的特殊介質(zhì)材料。

技巧一:按照TRIZ技術(shù)體系的演化規(guī)律，新材料企業(yè)不必以“你中有我，你中有我”來爭(zhēng)奪業(yè)務(wù)同質(zhì)化，但可以從新材料微演化的角度，以市場(chǎng)應(yīng)用為導(dǎo)向，以剛需為導(dǎo)向，充分開發(fā)現(xiàn)有材料的新功能。

這里只討論規(guī)則9和規(guī)則10對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的前瞻性和引領(lǐng)意義。第九條《向微觀層次進(jìn)化的規(guī)律》指出，技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化特征之一是沿著減小其組件外觀尺寸的方向發(fā)展。手機(jī)是最容易理解的進(jìn)化案例。法律中提到的“外觀尺寸縮小”涵蓋以下四種情況:

微觀尺度:部件和物體的尺寸演變?yōu)樵雍突玖Ｗ拥某叽?。這可以看作是納米技術(shù)、石墨烯技術(shù)、生物電池、芯片、集成電路等尖端微技術(shù)出現(xiàn)的理論基礎(chǔ)。

增加分散性:改變物質(zhì)的關(guān)聯(lián)性，增加物質(zhì)的分散程度，改變?yōu)槎嗫?、毛?xì)等材料性質(zhì)，增加中空度。把氣凝膠想象成一種新型的特殊功能材料，難道不是“增加分散性”的最好例子嗎？！

引入空隙:通過在單一材料中引入其他材料或空隙來減輕材料的重量；而且空腔本身也可以填充一定的材料來實(shí)現(xiàn)特定的功能。已經(jīng)在實(shí)踐中應(yīng)用的多孔和多腔輪胎、多孔材料、泡沫水泥和泡沫金屬板(用于輕型汽車)都是材料領(lǐng)域中“腔”原理的實(shí)際案例。筆者接觸的德國(guó)制造的填充珍珠巖頁(yè)巖砌塊，也是“引入空隙”概念在建筑材料領(lǐng)域的具體應(yīng)用。即使在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)，也有填充EPS的砌塊產(chǎn)品。

場(chǎng)的應(yīng)用:以“場(chǎng)”為介質(zhì)物質(zhì)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為“場(chǎng)+物質(zhì)”。磁懸浮技術(shù)中的“磁場(chǎng)”是連接車輪和軌道的介質(zhì)。中國(guó)人造太陽(yáng)“東方超級(jí)環(huán)”EAST中的超級(jí)磁場(chǎng)也是連接系統(tǒng)的特殊介質(zhì)材料。

技巧一:按照TRIZ技術(shù)體系的演化規(guī)律，新材料企業(yè)不必以“你中有我，你中有我”來爭(zhēng)奪業(yè)務(wù)同質(zhì)化，但可以從新材料微演化的角度，以市場(chǎng)應(yīng)用為導(dǎo)向，以剛需為導(dǎo)向，充分開發(fā)現(xiàn)有材料的新功能。

TRIZ技術(shù)系統(tǒng)演化規(guī)則第十條“向超系統(tǒng)演化規(guī)則”是指當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展到極限(如材料性能)時(shí)，系統(tǒng)將向超系統(tǒng)、更高層次、更多系統(tǒng)功能的方向發(fā)展演化。這一演化規(guī)律在化學(xué)工程新材料領(lǐng)域有許多應(yīng)用，包括合成樹脂材料的共混改性、不同性能或功能的復(fù)合材料等。這些應(yīng)用在軍事工業(yè)、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域更加突出。還有風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、新一代作戰(zhàn)飛機(jī)零部件、工業(yè)和民用液化天然氣鋼瓶的纏繞涂層等。這些對(duì)材料性能要求較高的場(chǎng)合，都呈現(xiàn)出不同材料的組合集成，形成所謂的性能更高的超級(jí)系統(tǒng)。

提示2:向超系統(tǒng)進(jìn)化的規(guī)律也警示了正在聚集在一起的企業(yè)新材料能力建設(shè)，與其急著進(jìn)行幾千噸的大規(guī)模生產(chǎn)，不如集中精力于復(fù)雜的復(fù)合和集成應(yīng)用研發(fā)，這樣可能更先進(jìn)，更具有商業(yè)可操作性。

同時(shí)，我們注意到微觀層次的演化規(guī)律和超系統(tǒng)的演化規(guī)律，恰恰是一對(duì)相互對(duì)立的系統(tǒng)。這恰恰體現(xiàn)了TRIZ理論的唯物辯證思維的魅力和生命力。

提示3:沿著上述思路思考新能源汽車的發(fā)展路徑，產(chǎn)業(yè)新人要么專注于系統(tǒng)集成，向上占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)“超系統(tǒng)”架構(gòu)能力；或者向下實(shí)施系統(tǒng)微觀層面的分析，專注于整車材料品質(zhì)功能的升級(jí)。

事實(shí)上，如果分析埃隆馬斯克的產(chǎn)業(yè)投資邏輯，并沒有TRIZ理論。他的火箭、儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車和下一個(gè)新材料甚至糖果公司都有TRIZ技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論的影子，其核心是實(shí)現(xiàn)人類深空夢(mèng)想的目標(biāo)。

很難第一次了解TRIZ理論的全貌，難免有偏差。一個(gè)理論最大的價(jià)值，就是讓它與現(xiàn)實(shí)快速互動(dòng)，產(chǎn)生價(jià)值。這不僅符合當(dāng)前中國(guó)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，也促進(jìn)了TRIZ理論的進(jìn)一步完善和豐富，反過來又引導(dǎo)著行業(yè)走得更遠(yuǎn)。歡迎討論。

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