TRIZ理論在農業科技的應用
時間:2022-08-03 10:12:57
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摘要:triz理論是我國創新方法工作的重要組成部分,作為一種先進的創新理論和方法,當前已成為科研創新的重要手段。文章對TRIZ理論基本概念與國內外研究現狀進行總結。分析了TRIZ理論在我國農業領域科技創新中的應用情況,以期為農業技術人員在實際科研工作中學習和應用TRIZ理論方法提供參考,提高科研創新效率。
關鍵詞:TRIZ;研究現狀;農業科技
提出創新是引領發展的第一動力。創新方法是自主科技創新的力量之源,是對一切創新活動中所蘊含的規律的總結和凝練。沒有科學的創新方法,試驗研究和技術研發將始終跟蹤效仿,無法超越。在建設創新型國家背景下,我國政府加快國家創新體系建設,在科技部等相關部門的大力支持下,累計投資3.7億元,全國建立300多個試點,已經取得了良好的經濟與社會效益[1]。據大數據統計,僅1年時間企業應用創新方法解決技術難題高達2800個,由此而產生的經濟效益高達60000多萬元[2]。因此,對TRIZ理論與應用的國內外研究現狀進行系統總結,使更多的科技人員了解并應用TRIZ理論解決實際工作中的遇到的科技問題是十分必要的。
1TRIZ理論
TRIZ理論是前蘇聯發明家Altershuller,聯合了科研機構、大學等組成TRIZ的研究團體,在大量的實際工作中凝練而得,是實際工作中需要遵循的客觀規律,可用于預測產品研發設計的未來發展走勢。在東西方冷戰時期,前蘇聯把這個創新方法運用到軍事科研上,改進后的武器裝備遠超歐美研制的武器。經過一個多世紀的發展,TRIZ理論方法逐漸成為以基礎理論知識為基礎,系統化解決發明問題的方法論,可以解決產品研發設過程中的矛盾沖突,并預測產品的未來發展趨勢[3]。經典TRIZ理論體系包括6個方面的內容:①創新思維方法和問題分析方法,可以迅速的確認并發現主要矛盾;②技術系統進化法則,可以分析技術狀態,并預測未來發展趨勢。③技術矛盾解決原理,結合實際問題找尋應對的解決方法,提高工作效率;④創新問題標準解決法則,根據不同問題不同特征的特點,分別對應適合的模型處理方法;⑤發明問題解決算法,針對問題復雜,矛盾又不明確的系統,實現問題再分析并解決問題;⑥基于工程學原理建立的知識數據庫,數據庫中有數百萬項分析結果,為科技創新提供了豐富的技術支撐[3-6]。如今,TRIZ理論已成為科技人員解決技術難題,產品設計思路的主要手段。
2TRIZ理論研究進展
實踐證明,應用TRIZ理論分析解決問題,可加速科技人員創造發明的進程。TRIZ理論主要被應用于技術創新領域,特別是在機械制造、航天航空、電腦功能設計等高科技領域得到了廣泛應用[7-8]。到20世紀80年代,TRIZ理論應用進入了藝術、教育、醫學、生物學等諸多領域[9]。進入新世紀以后,TRIZ理論已經發展成為一套能夠解決新產品研發實際問題的方法體系,在我國的研究和應用也開始從學術界逐步邁向企業界。如今它已為眾多知名企業取得了重大的效益。據統計,有400多家世界500強企業應用創新方法理論解決生產中遇到的實際問題,如德國的奔馳、西門子、寶馬,日產汽車、韓國三星電子,中國船舶、中國兵器、中國航空等許多知名公司,TRIZ理論促進了產品的更新換代升級,取得了很好的經濟效益[10]。
3我國農業科技創新現狀
目前我國農業正處于轉型期,為進一步推進現代農業轉型升級,全面提升現代農業發展層次,科技創新一直是現代農業發展的重要支撐和智力保障。農業作為國民經濟的基礎產業,需要科技創新支撐其發展。新時代的競爭是科技的競爭,一個國家科技創新水平決定了的農業發展層次。隨著社會、經濟的不斷發展,農民增收的方式越發依賴于科學技術的投入,科技進步是提高農民收入的重要支撐。加大對農業科技投入,依靠科技降低農業生產成本,提高經濟效益,是未來農民增收的方向。近年來,從中央出臺的1號文件可以看出,中國政府越發重視農業科技創新的投入。2009年以來,中國農業科技創新投入逐年上升,但農業科技創新增長速度并未跟上科技創新的步伐。新世紀以來,科技創新對農業的發展做出了卓越的貢獻,對科技產出的尤為明顯,截至2017年,我國的農業科技進步貢獻率提高到了56%以上。3.1TRIZ理論在作物遺傳育種中的應用。選育抗逆型優質稻是育種專家的重要目標,選育的水稻抗逆性強的品質差,品質好的抗逆性較差。實驗中運用TRIZ理論分析方法研究發現,水稻的品質與抗逆性是一對矛盾體,對照標準模型,針對實際問題,解決技術沖突可以選擇發明原理中的分割原理,反向作用原理等,便可以準確找出解決技術矛盾體問題的方案[11]。3.2TRIZ理論在植物組織培養中的應用。植物組織培養屬于無性繁殖技術,主要應用于快繁種苗、新品種培育、大規模工廠化育苗等,市場前景廣闊。在植物組織培養的過程中常常遇到的困擾是植物的褐變,褐變不僅影響植物正常生長發育,嚴重時會導致組培植物死亡。經研究發現導致植物組織褐變的主要因素是光照[12]。從光照的角度分析,減弱光照會影響植物的光合作用,發生玻璃化現象。加強光照,會刺激植物內酶的活性,從而導致植物組織褐變。運用TRIZ理論研究發現,在這個系統中光照強度與導致褐變的有害物質是一對矛盾體,用TRIZ原理分析并解決矛盾,有效控制了植體的褐變情況[12]。3.3TRIZ理論在農業機械裝備設計中的應用。隨著農業的發展,農業機械裝備工業也得到了快速發展。TRIZ理論在機械產品研發創新設計中得到了廣泛的應用,如TRIZ理論在爬行機器人研發中的應用,但在農業機械裝備領域中的應用還不夠多。運用TRIZ理論將會得出解決農業機械裝備問題的新思路、新方法,有力地推動農業機械裝備的研究開發與設計應用。應用TRIZ理論解決矛盾沖突,改變了懸掛鏵式犁的工程參數,將工程參數放入TRIZ沖突解決關系矩陣中得到發明原理并篩選分析,只需增加一個液壓裝置就能解決犁壁上不粘泥土的問題,提高了懸掛鏵式犁的工作效率,也給農民作業帶來方便[13]?;ㄉ摎な寝r民作業一個必要的工序,現有的花生脫殼機由于機械性擠壓會使一些花生仁破裂,降低花生仁的產出率。應用TRIZ理論分析方法對花生脫殼機進行改造創新,改變工程參數創新,得到既能脫殼又不使花生仁受損的脫殼機,提高了農業的經濟效益[13]。3.4TRIZ理論在農業其他領域中的應用。TRIZ理論不僅在技術領域有廣泛的應用,在軟科學研究領域也涉及廣泛。研究者對TRIZ理論如何促進農業相關專利的發明創造和保護方面做了大量的研究工作,TRIZ理論具有促進專利發明創造的進程、優化專利、保護專利的作用[14]。運用TRIZ理論原理分析計算機系統發現矛盾,結合計算機的實際情況利用創新原理解決了矛盾[15]。TRIZ理論的40條創新原理也可以運用到圖書館領域,為圖書館服務提供新的開闊視角。
4推行TRIZ理論的建議
4.1加強TRIZ理論的宣傳工作。在大眾創新、萬眾創業的背景下,為保證TRIZ理論推廣工作的可持續性和實效性,還應營造廣泛的創新學習氛圍,形成統一的創新型價值觀。在單位內部營造創新氛圍對TRIZ理論推廣和宣傳也非常關鍵,大力支持在農業科研機構、大學、企業等農業相關單位進行有關TRIZ理論學習,擴大認知范圍,讓創新文化激勵農業科技工作者,讓更多的農業科技人員認識TRIZ理論,實現共享創新方法,從而加快實現科學研究的目標。4.2改進TRIZ的用戶應用體驗。目前,有關TRIZ理論的用戶體驗還是側重理論講解,難以被農業科技人員理解與吸收。利用簡單化、容易化、生動化的實例以及簡潔的語言重新詮釋復雜的TRIZ理論教學課程,更容易讓應用者學習與掌握。同時完善TRIZ理論操作程序的標準化,形成一系列解決問題的標準化流程;加強TRIZ理論工具的專業化,通過對農業領域的科學文獻等進行統計分析,得出適用于農業領域的矛盾矩陣等分析工具,多方面優化農業領域用戶的實際操作體驗。4.3加強科技人員的TRIZ理論培訓。要在實際工作中推行、推廣TRIZ理論原理,首先需要開展大規模的TRIZ理論原理培訓課程。對于有意向應用TRIZ理論解決矛盾的農業領域專家學者、科研人員、學生等進行系統、專業、定向的培訓,使其成為能夠熟練掌握TRIZ理論方法的骨干專家,再依靠這些骨干專家帶動培訓更多有志的科技人員,推廣TRIZ理論方法。重點介紹TRIZ的基本理論和創新性思維,同時通過多個實際案例重點說明TRIZ理論不僅可以用于解決工程問題的技術矛盾和物理矛盾,還可以解決許多農業科技方面遇到的問題。
5結語
我國農業正處于快速發展的階段,科技創新是推動我國農業飛速發展的原動力,也是推動我國經濟增長的內生動力。TRIZ理論原理引入我國十幾年,已具有相對豐富的研究經驗與實踐,揭示了事物的內在規律與發展方向,提升了科技人員的創造潛能,加快了人們創造發明的進程。因此加強TRIZ理論在農業科技發展中應用,可更好地實現全方位系統地論述發明問題,快速地實現技術革新,同時能夠促進農業新品種、新技術、新材料的研發,推動農業技術手段的高科技改造,提高市場競爭力,增強國力,促進我國現代農業更快、更好地發展。
作者:董 玥 武明宇 孫大為 張 淼 單位:遼寧省農業科學院
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