TRIZ理论在纺织技术创新中的应用.docx

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TRIZ理论在纺织技术创新中的应用

　　TRIZ理论已成为技术创新的重要手段。

本文介绍了如何在纺织科研中灵活运用TRIZ理论。

阐述了TRIZ理论中的技术进化论和理想解对科研工作的指导意义，及如何借用TRIZ中解决技术矛盾和物理矛盾的方法，来解决实际工作中的设计和技术矛盾问题。

建议纺织业从业人员都来学习TRIZ理论，促进纺织产品设计和技术创新，提高纺织加工产品的不可替代性，进而提高纺织业的附加价值。

　　TRIZtheoryhasbecomeanimportantmeansoftechnologicalinnovation.Thisarticledescribedhowtoflexiblyuseitintextileresearch.Theguidanceofitsmeaningtotextileresearchhasalsobeenexpoundedinthispaper.TheauthorelaboratedhowtosolvevariouscontradictionsbetweendesignandtechnologyinpracticalworkbyTRIZtheory.Forthepurposeofpromotingthetechnologicalinnovationandenhancingcapacityofproductsdevelopmentintextileindustry,theauthorhasactivelysuggestedalltheR&DpersonsintextileindustrytostudytheTRIZtheory.

　　纺织业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业，也是国际竞争优势明显的产业。

但是纺织业大量中小企业还存在技术创新能力薄弱、同质竞争显著、缺乏品牌意识等问题。

企业的产品附加值普遍较低；原料资源对国外的依存度较高；产业结构不尽合理，这些都严重影响了纺织业的持续发展。

　　如经济学家郎咸平和企业家施振荣所说，我国制造业由于产品创意设计能力薄弱、终端市场中知名品牌较少、缺乏制造加工中的创新技术，以及未形成快速反应的产业链，造成了制造业附加值过低、处于“微笑曲线”中部低谷的现状。

　　但是，制造业并非一定就是低附加值的产业，如果制造业一方面在技术上形成先进技术，形成不可替代性；在另一方面向设计和品牌两端延伸，则同样可以获得高的经济效益。

有专家指出，美国的崛起是靠无数发明创造积累而成的；我国古代的辉煌也源于当时的发明创造：

从公元前4000年到明代末年，世界科技史上的100项重大发明的前27项中，有18项是中国人发明的。

也正因为近现代我国的创造发明不如欧、美、日等国家和地区，故经济实力受到影响。

并且从累次经济危机看，都是由新技术推动着经济的复苏。

　　因此，在产品设计和加工技术上实现自主创新，是推动我国纺织业及其他制造业经济发展的主要手段。

而“技术创新，方法先行”，学习和掌握TRIZ理论等创新理论和方法，是在纺织行业提高创新能力、实现经济又好又快发展的重要途径。

　　1TRIZ理论的核心内容

　　“TRIZ”是“发明问题解决理论”的俄文字头缩写，是前苏联发明家G.S.阿奇舒勒在分析研究250万份专利的基础上，总结出的发明创造所遵循的客观规律。

TRIZ理论有别于“试错法”、“头脑风暴法”等其他创新方法，其优点是在哲学、方法论和工具等3个层面建立了一套包含创新理论和创新方法的完整体系（图1），有很强的可操作性。

　　这一理论在东西方冷战期间曾作为前苏联用于军事科研创新和在武器装备上赶超欧美的秘密研发工具而长期保密，并且作为重要学科和成熟方法列为高校的必修课程，在研究院所和企业还规定把具有TRIZ理论学习经历的创新工程师作为必须按比例配备的技术人员。

　　经过半个多世纪的发展，TRIZ逐渐成为基于知识的、面向人的、解决发明问题的系统化方法学，具有解决产品设计中的矛盾冲突、预测产品发展趋势的作用。

随着东西方冷战结束，TRIZ理论开始得到流传并广泛应用于各国军事科研和大型企业的产品设计开发。

韩国三星等大型企业在学习应用TRIZ理论并指导产品研发之后，在专利申请、产品研发、市场开拓等诸多方面均取得了显著的成效。

　　TRIZ理论在各种创新书籍中均有系统描写，无需赘述。

从学习和应用TRIZ理论过程中，有如下几点感受，个人认为是TRIZ理论的核心思路。

（1）TRIZ理论揭示了技术和产品的进化规律和发展趋势。

即任何技术或产品均经历婴儿期、成长期、成熟期，而后进入衰退期，最终被后续更优的新技术、新产品所取代。

根据相关专利文献的数量及发明级别可预测该技术或产品所处的进化程度及未来前景，为领导决策或技术人员的研究方向提供参考依据；TRIZ理论认为技术系统终究会向柔性化、微型化、可控化、集成化发展；会趋向减少人工介入、微观和场发展，也是指导科研工作方向的有益工具。

（2）TRIZ理论提出理想解的概念，指导研究者首先要抛开枝节问题和条件限制，明确真正的研究目的，直奔主题，提高创新效率。

　　（3）TRIZ理论指出，70%以上的专利技术实际上是其他行业中的公知技术。

因此，应该广泛学习其他专业的知识，多阅读各种专业的专利，多与同行和外行技术人员交流，“同行交流是进步，跨行交流是飞跃”。

　　（4）TRIZ理论认为创新方法是一种可以后天习得的技能。

虽然对于例如爱恩斯坦提出“相对论”这样的高等级的创新不是一般人能做到，但对于较低等级的创新是完全有能力的。

这一点提示我们应该动员企业的全体员工来学习创新方法，人人致力于技术创新。

我们不追求人人都在高等级的创新上做出贡献，但即使是较低等级的创造发明，也是推动行业进步的重要动力。

　　此外，TRIZ理论提出了一系列具有可操作性的解决矛盾的方法。

例如技术矛盾可通过矛盾矩阵和40个发明原理来解决，可将实际工作中的技术矛盾改用39个工程参数中的2个来表达，并通过TRIZ理论的成熟模式来解决；物理矛盾可以通过TRIZ理论的分离原理来解决，以及通过物?

C场分析和发明问题标准解法来解决。

　　虽然对于纺织业而言，前人积累的知识库和效应库还很不健全，还需要通过不断积累方可为TRIZ理论的“骨架”提供知识库、效应库等“血肉”，但TRIZ理论已经可以为纺织科研和产品开发工作、乃至管理工作提供技术创新和管理创新的方法。

　　2TRIZ理论在纺织技术创新中的应用

　　TRIZ理论在纺织技术创新中的应用方法包括如下3种类型。

（1）直接应用40个创新原理，解决纺织产品设计中的创新问题、纺织加工生产中的技术创新问题，以及协调多个技术系统使之和谐共存、消除系统间相互干扰的问题。

　　例如运用40个创新原理中的第4个创新原理――非对称原理解决织物的吸湿排汗功能性问题：

将织物在沿法线方向设置不对称的结构，在疏水内表面上形成有适当毛型管直径的毛细通道，且沿法线方向有不同的毛细力，从而形成液态水可从织物里侧快速输运到织物外侧，而液态水接触织物外侧时，因毛细力的方向性而使液态水不易渗透到织物内侧，实现不对称的液态水流通，保证了人体大量出汗时的单向导汗。

（2）通过对现有技术系统的分析，找出形成矛盾的技术参数，套到矛盾矩阵中的典型工程参数中，查得矛盾矩阵中的若干个创新原理，通过其中某一个或几个创新原理的应用，解决工程实际问题。

　　例如为提高救生衣气囊用尼龙布涂覆TPU的加工效率，拟提高涂层加工的速度，但速度提高后会降低TPU涂层的含量和稳定性，从而影响救生衣气囊气密性的可靠性。

因此，在涂层加工系统中，存在着速度和可靠性2个工程参数的技术矛盾。

从TRIZ技术矛盾矩阵的纵列第9号参数（速度）和横行第27号参数（可靠性）相交的方框中显示了4项最有可能解决矛盾的创新原理。

　　第11号创新原理：

事先防范。

可事先对织物和TPU进行化学处理，提高相互粘接和附着的能力，避免因速度提高而导致涂层质量减少和涂层均匀性下降。

　　第35号创新原理：

物理或化学参数变化。

可改变织物品种、改变加工温度从而降低TPU的加工粘度，提高织物与TPU的亲和力，有利于保证涂层均匀性。

　　第27号创新原理：

廉价替代品。

可改用廉价的树脂但加大用量，但会影响救生衣气囊的手感。

　　第28号创新原理：

机械系统替代。

可采用改变橡胶辊的硬度使织物接收到更多的TPU树脂，来保证气密性的可靠性。

　　对TRIZ提示的创新方法进行分析可知采用35号创新原理、调整TPU树脂加工温度和降低橡胶辊硬度，可在尽量减少系统结构和材料变动的前提下，解决速度和可靠性的技术矛盾。

实践证明采用这些技术措施可以在提高生产速度的同时，保持产品可靠性的目的。

　　（3）采用物?

C场分析的方法和发明问题标准解法来解决技术系统中比较复杂的问题。

例如UHMWPE（超高分子量聚乙烯）纤维存在粘接性能差、耐温性差、容易蠕变的问题。

由物?

C场分析可知，要解决这些问题，可采用增加物质和增加场的办法。

在此思路的引导下，不难想到，在UHMWPE中施加辐敏剂这种物质，并同时施加高能射线场（电子束或γ射线），可以实现UHMWPE的局部微交联，提高耐温性能和防蠕变性能；并利用空气中的氧气，与UHMWPE实施共辐照，在UHMWPE纤维表面产生大量的极性集团，从而提高UHMWPE的可粘接性能。

　　3TRIZ理论的不足之处

　　由于阿奇舒勒等研究者是在机械、化工、电气等行业的通用技术领域构建成TRIZ理论的，所建的知识库和效应库也都是这些通用专业的知识和效应。

因此，纺织知识库的缺乏已影响纺织创新的顺利进行。

为此，纺织科技人员应致力于建设纺织创新知识库和效应库，为TRIZ理论提供具体的技术支持。

　　4结论

（1）技术创新，方法先行。

掌握一种先进的创新理论和方法，对提高纺织业的产品开发和技术创新能力至关重要。

建议业内科技人员和管理人员学习和应用TRIZ理论和方法，并通过学习TRIZ理论建立实施创新的自信。

（2）学习和运用TRIZ理论方法，应着重在宏观上把握研究对象的发展方向、在问题分析上要发现问题的本质，建立理想化的研究目标；在解决问题的方法上要充分利用TRIZ的成熟体系。

　　（3）应有意识地积累纺织业内的各种传统技术、高新技术和创新措施，为TRIZ理论提供丰富的纺织工程知识库和效应库，丰富TRIZ理论，扩大其应用面。