3.3.1 理想度
每个技术系统之所以被设计、制造,就是为了提供一个或多个有用功能(useful function,UF)。一个技术系统可以执行多种功能,在这些有用功能中,有且只有一个最有意义的功能,这个功能是技术系统存在的目的,称为主要功能(primary function,PF),主要功能也被称为首要功能或基本功能。一个系统往往具有多个有用功能,但是到底哪个有用功能才是主要功能,需要具体问题具体分析。另外,为了使主要功能得以实现,或提高主要功能的性能,技术系统往往还会有多个辅助性的有用功能,称为辅助功能(auxiliary function,AF)或称伴生性功能。同时,每个技术系统也会有一个或多个我们所不希望出现的效应或现象,称为有害功能(harmful function,HF)。
例3-12 坦克的主要功能是消灭敌人。同时,为了使这个主要功能得以实现,且能够更好地实现,坦克还需要防护、机动、瞄准、自动装弹等有用功能的辅助。在实现有用功能的同时,坦克在运行过程中也会引起空气污染,放出大量的热,产生振动,发出噪声,这些在TRIZ中都被看作有害功能。
对于一个技术系统来说,从它诞生的那一刻起,就开始了其进化的过程。在进化过程中具体表现为:在数量上,技术系统能够提供的有用功能越来越多,所伴生的有害功能越来越少;在质量上,有用功能越来越强,有害功能越来越弱。下面的理想度定义公式就表示了技术系统的这种进化趋势。
对于理想度(Ideality)的定义,阿奇舒勒是这样描述的:系统中有益功能的总和与系统有害功能和成本的比率。其中,I为理想度;U为技术系统的有用功能;C为成本;H为有害功能;i为变量U的数量;j为变量C的数量;k为变量H的数量。
从上式可以看出,随着技术系统的进化,系统的理想度不断增大,最终趋向于无穷大。
将上式中的有用功能用技术系统的效益来表示,将有害功能细化为系统的成本(如时间、空间、能量、重量)和系统产生的有害作用之和。明确指出了在技术系统的进化过程中,其效益不断增加,有害作用不断降低,成本不断减小(系统实现其功能所需要的时间、空间、能量等不断减少,同时,系统的体积和重量也不断减小),系统的理想度不断增大,最终趋向于无穷大。
根据定义,可以用以下3种方法来提高系统的理想度:
(1)增加有用功能。
(2)降低有害功能或成本。
(3)将上述两点结合起来。