1.3.3　HOW TO模型与科学效应和知识库

1.3.3　HOW TO模型与科学效应和知识库

1.3.3.1　HOW TO模型

HOW TO模型是指通过构建技术系统的抽象功能模型，用功能模型全面描述和理解系统，寻找实现系统功能的方法与科学原理。HOW TO模型一般模式由主语、谓语、宾语组成，其中谓语和宾语是指技术系统所要实现的功能，主语是所有可能实现相应功能的技术手段与科学原理。通过构建HOW TO模型，寻找“主语”的有效解法就是查询科学效应和知识库。利用HOW TO模型解决技术问题时，首先将问题转化为HOW TO问题模型，并在科学效应和现象清单中找到最接近的“实现功能”，如对于“如何冷却空气”这一HOW TO模型，可以用“降低温度”定义该系统要实现的功能，然后根据此功能查找到TRIZ所推荐的科学效应，经过启发发展，设计出合理可行的解决方案。

1.3.3.2　科学效应和知识库

效应是在寻找专利产品技术功能和实现技术功能科学原理之间的相关性过程中形成的，是对技术系统输入转换成输出过程的描述。它本质上解释了功能实现的科学依据，涵盖了不同领域的特定科学原理和自然定律。最常见的效应有物理效应、化学效应、几何效应和生物效应。在进行产品研发的过程中，采用不同效应作为产品的实现原理，产品形式也会截然不同。在工程领域，技术系统中最常见的功能共有30种，每种功能都固定对应一个功能代码（F01～F30），并对应着推荐的科学效应和现象，由此制成了科学效应与现象清单，如表1-1所示。

产品创新设计在很大程度上依赖于设计人员自身的专业知识、认知、思维惯性和经验。然而，设计人员掌握的只是某一领域的知识，并且当今大多数产品都是跨领域、跨学科，呈交叉型发展的，这在一定程度上会限制产品的创新。知识库是知识过程中结构化、易操作、易使用和全面有组织的知识集群，能有效地打开设计者的思维，打破自身专业知识的限制，提升设计人员的产品设计能力和设计效率。知识库包括发明原理库、科学效应库和专利库等。专利作为技术资源的有效载体，几乎涵盖了所有领域的最新技术研究成果，每一项专利都包括一个甚至多个技术方案，在解决技术问题和产品创新中是非常值得利用和借鉴的可靠优秀资源。常用的专利数据库有中国专利信息网、中国知网、SooPAT、佰腾网等。当需要实现某种功能时，可在专利库中输入关键词进行检索，找到相关的专利，借鉴它的技术方案进行适当的改进与创新。

表1-1　效应与现象清单

科学效应库不仅采用了多粒度、多层次的知识组织结构，还根据知识条目中各属性的构成，将科学效应库分为功能检索、关键词检索和自然语义检索三种不同抽象粒度的检索方式。其中，功能检索是粒度最粗的检索方式，客户采用这种方式可以检索到能够实现客户功能的各种效应知识；关键词检索的粒度比功能检索细，能够检索到某一领域的实例知识；自然语义检索的粒度最细，客户能够较快速检索到具体的实例知识，但这种检索方式得到的知识粒度较细，不利于设计者在粗粒度层面上实现原理创新。使用知识库时要根据设计过程中面临的不同情况，选择不同的检索方式，然后输入检索内容。若对系统输出结果不满意，可以对问题进行重新表征，直到检索出所需的设计知识（见图1-12）。

图1-12　科学效应库检索流程