基于TRIZ理論的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐研究①

張 燕 許 闡 張 輝

（海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 海南海口 570228）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求與日俱增［1］，但傳統(tǒng)高等教育體制下，多數(shù)大學(xué)生受到應(yīng)試教育影響，缺乏創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新，外部世界變化日新月異的時(shí)代背景下，這些缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力大學(xué)生在面對(duì)工作中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往無(wú)法將自己所學(xué)與工作崗位實(shí)際需求相結(jié)合，這也成為當(dāng)前多數(shù)大學(xué)生就業(yè)的一大阻礙［2‐3］。

1 TRIZ創(chuàng)新方法

TRIZ理論是20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)的阿奇舒勒通過(guò)研究世界各國(guó)250多萬(wàn)件專利，總結(jié)出的一套發(fā)明問(wèn)題解決理論。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，TRIZ 理論已經(jīng)成為一套成熟的理論，能夠快速有效找到問(wèn)題的理想解法，被應(yīng)用到世界各國(guó)各行業(yè)的眾多企業(yè)中。TRIZ 理論提供了包括系統(tǒng)進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明原理、矛盾矩陣等在內(nèi)的一整套科學(xué)問(wèn)題求解流程［4］，應(yīng)用TRIZ 理論進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新可大大縮短研發(fā)周期。

近年來(lái)，許多高校也引進(jìn)TRIZ 理論作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)理論，并開(kāi)設(shè)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)課程，舉辦各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，如“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽等［5］，不僅激發(fā)了大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情，更讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中開(kāi)闊眼界，打開(kāi)思維，將自己的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中，快速提高自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［6］。本文以一種可調(diào)節(jié)式雙齒輥椰子殼肉分離機(jī)為例，分析TRIZ理論在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用。

2 基于TRIZ理論的創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用

TRIZ 理論認(rèn)為發(fā)明問(wèn)題的解決在于化解系統(tǒng)中各種矛盾沖突，包括技術(shù)矛盾、物理矛盾等，通過(guò)研究各學(xué)科原理和法則，得出不同角度和方向化解矛盾的方法，最終得到發(fā)明問(wèn)題最優(yōu)解。利用TRIZ 理論解決發(fā)明創(chuàng)新問(wèn)題可分為以下3 個(gè)步驟（圖1），即將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為TRIZ 問(wèn)題后，利用矛盾矩陣分析出理想解決方案會(huì)出現(xiàn)的矛盾沖突，再通過(guò)查找TRIZ 提供的發(fā)明問(wèn)題原理，逐步解決沖突，得到理想的解決方案。

圖1 TRIZ理論解決問(wèn)題流程

2.1 問(wèn)題分析與理想模型建立

目前，大中型椰子加工場(chǎng)獲取椰肉的方法是手工開(kāi)椰取肉，不僅大量椰肉被舍棄，而且椰肉椰殼分離效率低。以椰肉和人為主體建立物‐場(chǎng)模型，人為主動(dòng)作用體，那么人對(duì)椰肉就是有用但不充分作用，此時(shí)人與椰肉構(gòu)建得到效應(yīng)不足的完整模型。為了得到椰肉椰殼分離設(shè)備的合理方案，將分以下5個(gè)步驟定義最終理想解：

2.1.1 設(shè)計(jì)的最終目的

提高椰肉椰殼分離的質(zhì)量和效率，滿足大中型椰子加工場(chǎng)的需求。

2.1.2 最終理想解

得到一臺(tái)能滿足大中型椰子加工場(chǎng)需求的機(jī)器。

2.1.3 達(dá)到理想解遇到的障礙

椰殼質(zhì)地堅(jiān)硬、厚實(shí)，與椰肉緊密接觸，難以輕易分離；椰子直徑大小有差異。

2.1.4 出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果

手工開(kāi)椰取肉難度大、危險(xiǎn)性大、浪費(fèi)嚴(yán)重，現(xiàn)有設(shè)備開(kāi)椰效率低，不能完成不同尺寸椰子的殼肉分離工作。

2.1.5 不出現(xiàn)這種障礙的條件

椰肉分離設(shè)備能夠高效高質(zhì)分離不同尺寸地椰肉椰殼。

通過(guò)理想模型分析，得出最終理想解物‐場(chǎng)模型，理想方案即為：設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠高效、高質(zhì)量分離不同尺寸的椰肉椰殼設(shè)備，滿足大中型椰子加工場(chǎng)地需求。

2.2 問(wèn)題轉(zhuǎn)化與解決

在發(fā)明創(chuàng)新過(guò)程中，通常為了實(shí)現(xiàn)某一功能或提高某種效率，不得不忽略因此產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，或采用折中方式試圖將二者平衡。TRIZ 理論將發(fā)明問(wèn)題中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題總結(jié)為39 個(gè)通用工程參數(shù)，并提供阿齊舒勒矛盾矩陣來(lái)化解工程參數(shù)之間的矛盾，得到最終理想方案［7］。在建立完整的物‐場(chǎng)模型之后，分析得到了實(shí)現(xiàn)最終理想解所出現(xiàn)的技術(shù)矛盾，并利用矛盾矩陣將其化解。通過(guò)矛盾矩陣解決后，得到最終理想解，出現(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題后，進(jìn)行整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用TRIZ 理論進(jìn)行改進(jìn)。

由TRIZ中物‐場(chǎng)模型理論分析，機(jī)器工作過(guò)程中會(huì)同時(shí)對(duì)自身和椰子造成一定損害，于是構(gòu)建有害效應(yīng)的完整模型，并根據(jù)TRIZ 中發(fā)明問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解法中，一級(jí)解法里引入一個(gè)工具消除有害作用，來(lái)解決機(jī)器的損耗問(wèn)題。單輥式椰子殼肉破碎機(jī)工作時(shí)，齒輪輥與外殼直接對(duì)椰子進(jìn)行破碎，會(huì)對(duì)機(jī)器造成損耗，于是加入了擠壓板配合齒輪輥對(duì)椰子進(jìn)行破碎，消除破碎過(guò)程對(duì)機(jī)器外殼和機(jī)身?yè)p耗。同時(shí)加入清梳板對(duì)齒輥與齒輥外殼中間夾雜的物料進(jìn)行梳理清除，防止物料卡塞，提高機(jī)器使用壽命，得到單輥式椰子殼肉分離機(jī)。由TRIZ 物—場(chǎng)模型理論分析，機(jī)器破碎后對(duì)椰肉和椰殼分離效果較差，形成效應(yīng)不足的完整模型，根據(jù)TRIZ 中對(duì)于效應(yīng)不足的完整模型的一般解法，增加另一個(gè)場(chǎng)來(lái)強(qiáng)化有用效應(yīng)來(lái)解決效應(yīng)不足問(wèn)題。具體解法為：增加破碎機(jī)構(gòu)的輥數(shù)，得到對(duì)輥破碎機(jī)構(gòu)；增強(qiáng)對(duì)椰殼的破碎程度，達(dá)到殼肉分離的效果；增加調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸椰子的殼肉分離。

2.3 整機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過(guò)上述問(wèn)題分析后，設(shè)計(jì)出可調(diào)節(jié)式雙齒輥椰子殼肉分離機(jī)，能使椰子的椰肉與椰殼快速分離，且能根據(jù)椰子大小調(diào)節(jié)所獲椰肉塊大小，當(dāng)椰子的大小不同時(shí)，為避免獲得殼肉分離不充分或產(chǎn)生較多碎渣的椰肉，實(shí)際使用過(guò)程中，會(huì)先讓椰子通過(guò)一個(gè)初步篩選器，分出直徑140～160、160～180、180～200 mm3個(gè)種類，對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)裝置中調(diào)節(jié)旋鈕的小、中、大3個(gè)檔位，保證齒輥之間的距離為最佳破碎距離。確定各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行加工組裝，最終樣機(jī)實(shí)現(xiàn)殼肉分離效果的最佳條件為椰子直徑為170 mm、投料速度1個(gè)/s、齒輥轉(zhuǎn)速280 r/min、齒輥間隙600 mm。

2.4 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用TRIZ 理論不斷創(chuàng)新，研發(fā)出開(kāi)椰取汁機(jī)、可調(diào)節(jié)式雙齒輥椰子殼肉分離機(jī)、椰子智能加工流水線等，受到包括中央電視臺(tái)《我愛(ài)發(fā)明》欄目、海南日?qǐng)?bào)等多家網(wǎng)絡(luò)新聞媒體報(bào)道。除此之外，該學(xué)生團(tuán)隊(duì)也參加眾多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽并斬獲大獎(jiǎng)。TRIZ 理論的強(qiáng)大之處在于能為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題提供系統(tǒng)的理論和方法。即TRIZ 理論是一種全新的創(chuàng)新教學(xué)方式，讓學(xué)生們自己動(dòng)手完成感興趣的項(xiàng)目，從這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)各學(xué)科以及跨學(xué)科的知識(shí)，喚醒學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生探索、求知的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)高等教育禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新思維，僅僅增設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)課程無(wú)法快速?gòu)浹a(bǔ)學(xué)生在創(chuàng)新思維與能力上的缺漏，只有在學(xué)習(xí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論的同時(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，才能快速激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。TRIZ 理論作為一種成熟的問(wèn)題解決理論，不僅能夠應(yīng)用在各行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新［8］，還能作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)理論，幫助大學(xué)生開(kāi)拓思維，在嘗試解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中不斷提升自己。