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TRIZ理论在农业科技的应用

摘要:TRIZ理论是我国创新方法工作的重要组成部分,作为一种先进的创新理论和方法,当前已成为科研创新的重要手段。文章对TRIZ理论基本概念与国内外研究现状进行总结。分析了TRIZ理论在我国农业领域科技创新中的应用情况,以期为农业技术人员在实际科研工作中学习和应用TRIZ理论方法提供参考,提高科研创新效率。

关键词:TRIZ;研究现状;农业科技

习近平总书记提出创新是引领发展的第一动力。创新方法是自主科技创新的力量之源,是对一切创新活动中所蕴含的规律的总结和凝练。没有科学的创新方法,试验研究和技术研发将始终跟踪效仿,无法超越。在建设创新型国家背景下,我国政府加快国家创新体系建设,在科技部等相关部门的大力支持下,累计投资3.7亿元,全国建立300多个试点,已经取得了良好的经济与社会效益[1]。据大数据统计,仅1年时间企业应用创新方法解决技术难题高达2800个,由此而产生的经济效益高达60000多万元[2]。因此,对TRIZ理论与应用的国内外研究现状进行系统总结,使更多的科技人员了解并应用TRIZ理论解决实际工作中的遇到的科技问题是十分必要的。

1TRIZ理论

TRIZ理论是前苏联发明家Altershuller,联合了科研机构、大学等组成TRIZ的研究团体,在大量的实际工作中凝练而得,是实际工作中需要遵循的客观规律,可用于预测产品研发设计的未来发展走势。在东西方冷战时期,前苏联把这个创新方法运用到军事科研上,改进后的武器装备远超欧美研制的武器。经过一个多世纪的发展,TRIZ理论方法逐渐成为以基础理论知识为基础,系统化解决发明问题的方法论,可以解决产品研发设过程中的矛盾冲突,并预测产品的未来发展趋势[3]。经典TRIZ理论体系包括6个方面的内容:①创新思维方法和问题分析方法,可以迅速的确认并发现主要矛盾;②技术系统进化法则,可以分析技术状态,并预测未来发展趋势。③技术矛盾解决原理,结合实际问题找寻应对的解决方法,提高工作效率;④创新问题标准解决法则,根据不同问题不同特征的特点,分别对应适合的模型处理方法;⑤发明问题解决算法,针对问题复杂,矛盾又不明确的系统,实现问题再分析并解决问题;⑥基于工程学原理建立的知识数据库,数据库中有数百万项分析结果,为科技创新提供了丰富的技术支撑[3-6]。如今,TRIZ理论已成为科技人员解决技术难题,产品设计思路的主要手段。

2TRIZ理论研究进展

实践证明,应用TRIZ理论分析解决问题,可加速科技人员创造发明的进程。TRIZ理论主要被应用于技术创新领域,特别是在机械制造、航天航空、电脑功能设计等高科技领域得到了广泛应用[7-8]。到20世纪80年代,TRIZ理论应用进入了艺术、教育、医学、生物学等诸多领域[9]。进入新世纪以后,TRIZ理论已经发展成为一套能够解决新产品研发实际问题的方法体系,在我国的研究和应用也开始从学术界逐步迈向企业界。如今它已为众多知名企业取得了重大的效益。据统计,有400多家世界500强企业应用创新方法理论解决生产中遇到的实际问题,如德国的奔驰、西门子、宝马,日产汽车、韩国三星电子,中国船舶、中国兵器、中国航空等许多知名公司,TRIZ理论促进了产品的更新换代升级,取得了很好的经济效益[10]。

3我国农业科技创新现状

目前我国农业正处于转型期,为进一步推进现代农业转型升级,全面提升现代农业发展层次,科技创新一直是现代农业发展的重要支撑和智力保障。农业作为国民经济的基础产业,需要科技创新支撑其发展。新时代的竞争是科技的竞争,一个国家科技创新水平决定了的农业发展层次。随着社会、经济的不断发展,农民增收的方式越发依赖于科学技术的投入,科技进步是提高农民收入的重要支撑。加大对农业科技投入,依靠科技降低农业生产成本,提高经济效益,是未来农民增收的方向。近年来,从中央出台的1号文件可以看出,中国政府越发重视农业科技创新的投入。2009年以来,中国农业科技创新投入逐年上升,但农业科技创新增长速度并未跟上科技创新的步伐。新世纪以来,科技创新对农业的发展做出了卓越的贡献,对科技产出的尤为明显,截至2017年,我国的农业科技进步贡献率提高到了56%以上。3.1TRIZ理论在作物遗传育种中的应用。选育抗逆型优质稻是育种专家的重要目标,选育的水稻抗逆性强的品质差,品质好的抗逆性较差。实验中运用TRIZ理论分析方法研究发现,水稻的品质与抗逆性是一对矛盾体,对照标准模型,针对实际问题,解决技术冲突可以选择发明原理中的分割原理,反向作用原理等,便可以准确找出解决技术矛盾体问题的方案[11]。3.2TRIZ理论在植物组织培养中的应用。植物组织培养属于无性繁殖技术,主要应用于快繁种苗、新品种培育、大规模工厂化育苗等,市场前景广阔。在植物组织培养的过程中常常遇到的困扰是植物的褐变,褐变不仅影响植物正常生长发育,严重时会导致组培植物死亡。经研究发现导致植物组织褐变的主要因素是光照[12]。从光照的角度分析,减弱光照会影响植物的光合作用,发生玻璃化现象。加强光照,会刺激植物内酶的活性,从而导致植物组织褐变。运用TRIZ理论研究发现,在这个系统中光照强度与导致褐变的有害物质是一对矛盾体,用TRIZ原理分析并解决矛盾,有效控制了植体的褐变情况[12]。3.3TRIZ理论在农业机械装备设计中的应用。随着农业的发展,农业机械装备工业也得到了快速发展。TRIZ理论在机械产品研发创新设计中得到了广泛的应用,如TRIZ理论在爬行机器人研发中的应用,但在农业机械装备领域中的应用还不够多。运用TRIZ理论将会得出解决农业机械装备问题的新思路、新方法,有力地推动农业机械装备的研究开发与设计应用。应用TRIZ理论解决矛盾冲突,改变了悬挂铧式犁的工程参数,将工程参数放入TRIZ冲突解决关系矩阵中得到发明原理并筛选分析,只需增加一个液压装置就能解决犁壁上不粘泥土的问题,提高了悬挂铧式犁的工作效率,也给农民作业带来方便[13]。花生脱壳是农民作业一个必要的工序,现有的花生脱壳机由于机械性挤压会使一些花生仁破裂,降低花生仁的产出率。应用TRIZ理论分析方法对花生脱壳机进行改造创新,改变工程参数创新,得到既能脱壳又不使花生仁受损的脱壳机,提高了农业的经济效益[13]。3.4TRIZ理论在农业其他领域中的应用。TRIZ理论不仅在技术领域有广泛的应用,在软科学研究领域也涉及广泛。研究者对TRIZ理论如何促进农业相关专利的发明创造和保护方面做了大量的研究工作,TRIZ理论具有促进专利发明创造的进程、优化专利、保护专利的作用[14]。运用TRIZ理论原理分析计算机系统发现矛盾,结合计算机的实际情况利用创新原理解决了矛盾[15]。TRIZ理论的40条创新原理也可以运用到图书馆领域,为图书馆服务提供新的开阔视角。

4推行TRIZ理论的建议

4.1加强TRIZ理论的宣传工作。在大众创新、万众创业的背景下,为保证TRIZ理论推广工作的可持续性和实效性,还应营造广泛的创新学习氛围,形成统一的创新型价值观。在单位内部营造创新氛围对TRIZ理论推广和宣传也非常关键,大力支持在农业科研机构、大学、企业等农业相关单位进行有关TRIZ理论学习,扩大认知范围,让创新文化激励农业科技工作者,让更多的农业科技人员认识TRIZ理论,实现共享创新方法,从而加快实现科学研究的目标。4.2改进TRIZ的用户应用体验。目前,有关TRIZ理论的用户体验还是侧重理论讲解,难以被农业科技人员理解与吸收。利用简单化、容易化、生动化的实例以及简洁的语言重新诠释复杂的TRIZ理论教学课程,更容易让应用者学习与掌握。同时完善TRIZ理论操作程序的标准化,形成一系列解决问题的标准化流程;加强TRIZ理论工具的专业化,通过对农业领域的科学文献等进行统计分析,得出适用于农业领域的矛盾矩阵等分析工具,多方面优化农业领域用户的实际操作体验。4.3加强科技人员的TRIZ理论培训。要在实际工作中推行、推广TRIZ理论原理,首先需要开展大规模的TRIZ理论原理培训课程。对于有意向应用TRIZ理论解决矛盾的农业领域专家学者、科研人员、学生等进行系统、专业、定向的培训,使其成为能够熟练掌握TRIZ理论方法的骨干专家,再依靠这些骨干专家带动培训更多有志的科技人员,推广TRIZ理论方法。重点介绍TRIZ的基本理论和创新性思维,同时通过多个实际案例重点说明TRIZ理论不仅可以用于解决工程问题的技术矛盾和物理矛盾,还可以解决许多农业科技方面遇到的问题。

5结语

我国农业正处于快速发展的阶段,科技创新是推动我国农业飞速发展的原动力,也是推动我国经济增长的内生动力。TRIZ理论原理引入我国十几年,已具有相对丰富的研究经验与实践,揭示了事物的内在规律与发展方向,提升了科技人员的创造潜能,加快了人们创造发明的进程。因此加强TRIZ理论在农业科技发展中应用,可更好地实现全方位系统地论述发明问题,快速地实现技术革新,同时能够促进农业新品种、新技术、新材料的研发,推动农业技术手段的高科技改造,提高市场竞争力,增强国力,促进我国现代农业更快、更好地发展。

作者:董 玥 武明宇 孙大为 张 淼 单位:辽宁省农业科学院

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