柏长升 刘明
（珠海格力电器股份有限公司 519000）
摘要：利用TRIZ里面的功能导向搜索工具，从其他领域找到解决方法，解决本领域的技术问题，解决了产品设计中既要创新又不能创新的矛盾问题，缩短了设计开发时间，降低了产品设计的成本费用。
关键词：TRIZ；功能导向搜索；FOS；知识库
1946年前苏联著名发明家阿奇舒勒及其合作者通过分析大量专利，总结提炼出各种技术发展进化规律及解决各种工程矛盾的创新原理和法则，提出了发明问题解决理论——TRIZ。阿奇舒勒的革命性成果之一是：不同行业中的问题，采用了相同的解决方法，这就确定了可以用功能导向搜索的办法，从其他领域找到解决本领域技术问题的方法。
TRIZ里的功能导向搜索（Function Oriented Search，FOS），是一种基于目前世界上已有成熟技术进行功能分析的搜索解决问题的工具。
功能导向搜索是为了解决产品设计中既要创新又不能创新的矛盾问题。为大幅提高工程系统的理想度，必须寻找新的解决方案。然而，全新的解决方案是不容易实现的，因为在成功地实施之前要解决很多问题。功能导向搜索使用的是现有的解决方案，与全新发明技术与实施相比，实现起来更加容易，所要消耗的资源（人力、时间、研发经费等）也更少。
功能导向搜索通过搜索已有解决方案而不是发明全新解决方案来改变以往的创新方式。一旦在另一个行业找到一个解决方案，它就成为一个移植问题，比发明新的解决方案要容易得多。功能导向搜索消除了解决方案潜在应用的特定行业的限制，使得解决方案在其他行业的投入应用成为可能，为接受新技术打破了心理障碍，因为建议的解决方案的可行性已在其他行业得到成功验证。
当前所期望的解决方案源于一个领先行业时，在这个领先领域中，相同的功能更加重要，而且在更加严酷的条件下使用，这个工具就显得更加富有成效。
而且，功能导向搜索在应用于关键问题，而不是初始问题时，更加稳健。
功能导向搜索的关键点是将功能进行一般化处理，功能的动词和功能的对象双管齐下，这种结构化的方法，可以扩大技术解决方案适用的搜索范围；运用TRIZ理论进行产品的功能设计时，为了便于在其他领域搜索到可实现该功能的相关技术，需要对产品的功能进行一般化描述，即用“动词+名词”的形式描述产品的功能。
功能一般化处理就是用功能语言进行功能一般化描述；功能语言：产品实现功能的描述，而非产品或组件本身的描述。譬如灯泡，功能语言为：产生光；吸尘器：清除地面灰尘，功能语言为：去除微小的颗粒。
功能导向搜索的检索式一般为主谓宾（SVO）格式。例如：“如何加热水”---检索式可以是：加热·水、升高·水·温度…
功能导向搜索的主要技术来源：
1）领先领域或领先公司（某个技术应用最为成熟）；
2）研发等投入大的行业，如航天、军事、人工智能、医药和环保等；
3）自然现象或物体的固有属性；
4）知识库（企业内部或外部专业知识库）。
功能导向搜索的主要途径：
1）专利文献；根据世界知识产权组织（WIPO）的调查，通过专利文献可以查到全世界每年90% ～ 95% 的发明成果，同一发明成果出现在专利文献中的时间比出现在其他媒体上平均早1 ～ 2 年，可以缩短60%的研发时间，节省40%的研发经费。
2）科技论文等文献资料；
3）用百度等搜索引擎，从网上找资料（需论证）。
功能导向搜索的运用分7步：
1）定义问题：清楚描述系统需要实现什么目标或功能，识别关键问题；
2）对象功能化：转换成组件A作用于组件B的形式，可对作用和组件B进行定性描述；用功能化语言描述；
3）确定参数：根据组件B的MPV值确定其主要的价值参数；MPV是基于市场的关键价值参数（Main Parameter of Value）；
4）功能一般化：把功能去掉术语或者转换为希望搜索领域使用的关键词（类似专利检索的上位概念）；一般化动词或功能的对象；
5）搜索相关领域：搜索其他相关或者不相关领域中执行类似功能的技术，并最终锁定在领先领域中找出解决方案；
6）挑选技术方案：根据项目中的具体要求或者MPV要求，从这些技术中选择最合适的一种或者几种作为引用的技术方案（对该领域进行专利查询，对查询到的专利进行整理，得到功能导向搜索最终结果）。
7）解决二级问题：把挑选出的技术方案导入现有系统中，解决引入这种技术带来的次级问题。
下面结合电饭煲的2个设计案例，来来进一步阐述功能导向搜索的实践应用。
案例1：电饭煲煮饭功能的创新设计
1）定义问题：要解决同一台电饭煲，煮出多种口感的米饭（锅巴焦黄程度连续可调）；
2）对象功能化：组件A为控制器，组件B为发热盘，A要能精确控制B的温度和时间，且可选可调。
3）确定参数：主要价值参数是：合适的温度、时间
4）功能一般化：温控器（复位）（机械式）、定时器（机械式）
5）搜索相关领域：进行专利检索，检索温控器和定时器：
温控器—突跳式温控器、液涨式温控器、压力式温控器、电子式温控器、数字式温控器
定时器—机械式定时器、电动式定时器、电子式定时器
6）挑选技术方案：
温控器—突跳式温控器（有跳断温度和复位温度，可以设定，本方案优选两者差值为10℃；突跳式温控器已在电子、电器多个行业应用）。
定时器—电动式定时器，即带同步电机的定时器（成熟应用在电压力锅等行业）；
用同步电机定时器和突跳式温控器组合替代目前的杠杆磁钢限温器系统；定时器由串联的定时马达和开关组成，电源、加热电路和保温电路依次串联形成回路，定时器开关和保温电路并联，突跳式温控器与定时器的定时马达并联；当到达设定温度时，突跳式温控器跳断，此时发热盘断电，定时器开始计时；当到达突跳式温控器的复位温度时，如果定时器计时尚未结束，则恢复加热，停止计时；当突跳式温控器再次跳断时，定时器恢复计时，如此循环，直到计时结束。其有益点是，定时器计时是确保电饭煲维持在一定温度范围内一定的时间（温度范围就是突跳式温控器跳断点与复位温度之差，时间就是定时时间）。这样，定时时间越长，煮出米饭的锅巴焦黄程度越高，符合原设定目标。
原理图如下：
DX2—保温指示灯，DX1—加热指示灯，R01—发热盘，R02—保温发热板
R1、R2—限流电阻，M—马达，TK—定时器开关，T1—突跳式温控器
饭煲界面效果示意图如下：
1--锅盖 2—加热指示灯 3—保温指示灯 4—定时器 5—外壳
7）解决二级问题：
经做手板样机验证，发现装在中心位置的突跳式温控器，受发热盘余热影响，跳断后恢复时间过长，经头脑风暴，得到如下解决措施：
措施一：把突跳式温控器设置在内锅侧面或顶部，即感应内锅侧面或顶部温度；
措施二：突跳式温控器还是设置在发热盘中心，但是在发热盘与突跳式温控器之间设置隔热层；
措施三：在突跳式温控器对应底部底壳上开通风孔；
措施四：在底部增加风扇散热对突跳式温控器，而且风扇与定时器串联，即当定时器工作是，风扇才工作。
经综合对比，优选措施二。
为保护创新成果，申请专利：一种加热控制装置，专利号为CN201220378456.8。
案例2：电饭煲界面透光的创新设计
1）定义问题：要解决电饭煲控制面板的透光问题，即不能在面板上开孔，又不能在其他部位出现光晕（传统办法是开孔，但是开孔后又要加防护罩或贴面膜，装配效率低，成本高）。
2）对象功能化：组件A为灯，组件B为控制面板，灯光要能穿透不开孔的注塑件。
3）确定参数：主要价值参数是：透光
4）功能一般化：注塑件透光
5）搜索相关领域：从公司知识库进行专利检索，在检索到我司空调产品上早有解决此问题，就是壁厚不一样，即在要透光部位局部减胶即可。
6）挑选技术方案：
颜色一般为茶色或咖啡色，透光效果好且不产生光晕；结合电饭煲整体外观设计，选择咖啡色。
7）解决二级问题：
因是本企业批量生产过的成熟方案，所以没有二级问题。
总结
功能导向搜索寻找和借鉴现有解决方案，非创造全新方案，这种方式在其他领域、行业找到成功方案，适当转化为我所用，降低了新产品开发风险和成本，提高了产品开发速度，值得推广应用。同时，企业有必要建立自己的知识库，从知识库搜索到成熟的解决办法，即用老办法解决新问题。
参考文献：
[1]孙永伟，谢尔盖·伊克万科，TIRZ打开创新之门的金钥匙，科学出版社，2015.11
[2]卡伦·加德，TRIZ---众创思维与技法，国防工业出版社，2015.9
[3]赵敏，张武城，王冠殊，TRIZ进阶及实践---大道至简的发明方法，机械工业出版社
[4]刘宁，李艳，金琳，耿浩，袁英才，基于功能导向搜索和功能裁剪的专利规避设计，北京印刷学院学报，2015 年4 月
[5]桂科，刘江南，张文博，张晓东，易滨林，基于现代TRIZ工具的多功能课桌创新设计，包 装 工 程，2016 年7 月
论文作者:柏长升,刘明
论文发表刊物:《河南电力》2018年16期
论文发表时间:2019/1/24
标签：功能论文; 定时器论文; 温控器论文; 导向论文; 领域论文; 解决方案论文; 技术论文; 《河南电力》2018年16期论文;