李曉盈

摘 要：以運(yùn)用TRIZ理論研究解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的功能設(shè)置為目的。運(yùn)用功能分析、物理矛盾及其解決原理（分離原理）等方法，可以對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題做出新的創(chuàng)意設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐論證，運(yùn)用TRIZ理論在解決創(chuàng)新產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)方面十分有效，不但實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的功能滿足了用戶需求，而且提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還幫助設(shè)計(jì)者們拓寬了設(shè)計(jì)之路。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；功能分析；物理矛盾；分離原理；產(chǎn)品功能

引言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活的要求越來(lái)越高，就希望生活中的產(chǎn)品可以很大程度上解決更多的問(wèn)題，使生活更加方便，因此產(chǎn)品的功能改善也就迫在眉睫，市場(chǎng)上的多功能產(chǎn)品也越來(lái)越大。產(chǎn)品的功能就是人們對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的希望和期望的，所要達(dá)到怎樣的程序來(lái)幫助人們。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)創(chuàng)造性的物理信息進(jìn)行綜合，通過(guò)多種元素的綜合處理以產(chǎn)品的形式呈現(xiàn)出來(lái)。新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必須以滿足社會(huì)需求為目的，要滿足市場(chǎng)不斷變化的需求就必須以產(chǎn)品的功能為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，新的產(chǎn)品必須具備使用安全性、可靠性的特點(diǎn)，而且要易于使用。產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)不是僅憑自己的想象就能實(shí)現(xiàn)的，它的創(chuàng)造過(guò)程需要設(shè)計(jì)師運(yùn)用適合自己的設(shè)計(jì)方法來(lái)按照一定的設(shè)計(jì)程序才能完成。本文將引入TRIZ理論來(lái)解決產(chǎn)品中對(duì)功能的設(shè)計(jì)，通過(guò)產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)來(lái)保證產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 TRIZ理論

TRIZ理論是在1946年由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒（G.S.A1tshuller）創(chuàng)立的，他帶領(lǐng)一批學(xué)者對(duì)世界近250萬(wàn)份高水平的不同領(lǐng)域的發(fā)明專利進(jìn)行分析之后，總結(jié)出了多種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化需要遵循的規(guī)律和模式，建立起TRIZ理論體系。TRIZ 理論是目前公認(rèn)的最有效的創(chuàng)新方法。TRIZ 理論用巧妙的方法而不是常規(guī)的的方法解決發(fā)明的問(wèn)題，著力解決系統(tǒng)中的矛盾問(wèn)題，最終獲得最易行、最理想的解決方案。

與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新法相比，TRIZ理論具有屬于自己的一套方法系統(tǒng)。TRIZ理論中存在的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決方法主要包括ARIZ、沖突矩陣、物-場(chǎng)分析、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解答等多種演化類型、40個(gè)創(chuàng)新發(fā)明原理、發(fā)明問(wèn)題中的矛盾和進(jìn)化法則等。但無(wú)論哪種方法的應(yīng)用，其典型過(guò)程分為三個(gè)步驟，問(wèn)題識(shí)別、問(wèn)題解決和概念驗(yàn)證。

2 產(chǎn)品功能的設(shè)置

功能定義，就是把設(shè)計(jì)對(duì)象所要求的功能進(jìn)行抽象的描述，逐一下定義。把產(chǎn)品的物理特性分解、組合，逐項(xiàng)轉(zhuǎn)換成各功能特征，以明確產(chǎn)品的本質(zhì)。功能是產(chǎn)品與使用者之間關(guān)系的紐帶，要設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品，首先得了解該產(chǎn)品的基本功能。產(chǎn)品的功能按功能的主次之分，可以分為基本功能和輔助功能。

隨著科技的發(fā)達(dá)，人們?cè)絹?lái)越需要多功能的產(chǎn)品，但功能越多，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也就越復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品，需要通過(guò)多個(gè)程序的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，而功能與結(jié)構(gòu)之間存在著某種聯(lián)系，只有每個(gè)產(chǎn)品的各個(gè)組件之間協(xié)調(diào)一致，才能完成產(chǎn)品的總體功能實(shí)現(xiàn)最終目的。

創(chuàng)造一個(gè)產(chǎn)品的功能，就得對(duì)這個(gè)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析，想要設(shè)計(jì)一款好的產(chǎn)品，必須強(qiáng)調(diào)的是想要通過(guò)新的概念或者理念進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到什么的目的，而不是想要的效果是如何達(dá)到的。TRIZ理論中所提供的功能分析恰好可以達(dá)到預(yù)想的效果。TRIZ理論中講述，功能分析是一個(gè)分析問(wèn)題的工具，一種識(shí)別系統(tǒng)和超系統(tǒng)組件的功能、它們的特點(diǎn)及其成本的分析工具。

從某種程度上來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)一款合適的產(chǎn)品功能，分析問(wèn)題比直接進(jìn)行設(shè)計(jì)更加重要。本文接下來(lái)將運(yùn)用TRIZ理論的功能分析和問(wèn)題解決方法來(lái)論證。

3案例：拉桿箱改良設(shè)計(jì)

3.1 問(wèn)題描述

拉桿箱指具有拉桿和滾輪的行李箱。因其使用方便，可以手提也可以拖動(dòng)，攜帶衣物等成為旅行、出門而受到廣泛使用。市面上的拉桿箱大小，一般是根據(jù)航空公司的手提行李及寄艙行李箱的尺寸規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)常出行的人，會(huì)根據(jù)攜帶行李的多少來(lái)決定采取哪種型號(hào)的拉桿箱。有時(shí)候我們會(huì)為了方便盡可能少的攜帶行李物品就會(huì)選擇小型號(hào)（如18寸）的拉桿箱，但出行回來(lái)的路上可能會(huì)買一些特產(chǎn)之類的東西，小型號(hào)的拉桿箱就裝不下；有時(shí)攜帶的行李多我們會(huì)選擇大型號(hào)（如28寸）的拉桿箱，但大型號(hào)的箱子不一定能夠裝滿，在移動(dòng)過(guò)程中物品會(huì)在里面晃動(dòng)。因此選擇拉桿箱大小的問(wèn)題，始終是人們出行的一大苦惱。

一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)中由表述系統(tǒng)性能的同一個(gè)參數(shù)（拉桿箱的空間）具有相互排斥（ “大與小”）需求所構(gòu)成的矛盾，因此該問(wèn)題屬于典型的物理矛盾。

3.2 拉桿箱系統(tǒng)的功能分析

拉桿箱的功能是儲(chǔ)存衣物和移動(dòng)衣物。根據(jù)TRIZ理論對(duì)功能分析的定義和步驟，進(jìn)行拉桿箱的功能分析。功能分析分為三部分：組件分析、相互作用分析和建立功能模型。

組件分析是指將系統(tǒng)和超系統(tǒng)的組件加以區(qū)分，并分類列出來(lái)。拉桿箱系統(tǒng)的組件分析如下：

系統(tǒng)組件：拉桿、拉桿支架、箱包主體（前片和后片）、衣物、密碼鎖、滾輪。超系統(tǒng)組件：地面、空氣、人。

相互作用分析是識(shí)別組件兩兩之間的相互作用，為以后的建立功能模型打下基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的相互作用模型如表1所示，其中“+”表示組件之間有相互作用關(guān)系，“-”表示組件之間沒(méi)有相互作用關(guān)系。

功能模型是指識(shí)別組件之間的功能，并根據(jù)他們執(zhí)行的功能的性能加以評(píng)估，最后形成功能模型圖。表2 為拉桿箱系統(tǒng)功能分析。

根據(jù)以上功能分析可以將拉桿箱的空間問(wèn)題描述為以下：

在人們出行想要使用拉桿箱儲(chǔ)存衣物時(shí)，我們希望箱包主體需要大，因?yàn)榭梢匝b更多的衣物；但同時(shí)，箱包主體需要小，因?yàn)楸阌跀y帶。

利用物理矛盾和分離原理解決該物理矛盾

物理矛盾就是技術(shù)系統(tǒng)要求某一參數(shù)性質(zhì)為A+，同時(shí)又要求這一參數(shù)性質(zhì)為A-。解決物理矛盾的核心思想是實(shí)現(xiàn)矛盾雙方的分離，TRIZ理論在總結(jié)解決物理矛盾方法方法的基礎(chǔ)上，提煉了四個(gè)“分離原理”，包括空間分離、時(shí)間分離、條件分離和整體與部分分離。

3.3 原理分析及解決方案

（1）運(yùn)用空間分離原理解決問(wèn)題。與空間分離原理相關(guān)的發(fā)明原理有10個(gè)。其中，“發(fā)明原理7嵌套原理”可以較好地解決了這個(gè)物理矛盾。其方案為：在一個(gè)大的箱包主體截取下邊一半，在上邊嵌套一個(gè)體積較小的半箱體。其優(yōu)點(diǎn)是使用者在出行時(shí)可以根據(jù)的需求來(lái)決定將小的箱體上拉多少，而不需要因?yàn)橐挛锏亩嗌偃ジ鼡Q拉桿箱。缺點(diǎn)是兩個(gè)半箱體之間有明顯的分界線，上下調(diào)節(jié)空間大小時(shí)分界線會(huì)因里面的衣物而產(chǎn)生阻礙，而且從外部造型來(lái)看，也不美觀。

（2）運(yùn)用時(shí)間分離原理解決問(wèn)題。與時(shí)間分離原理相關(guān)的發(fā)明原理有12個(gè)。其中，“發(fā)明原理10預(yù)先作用原理”可以較好地解決了這個(gè)物理矛盾。其方案為：準(zhǔn)備大小不同的多種型號(hào)拉桿箱，根據(jù)需求選擇型號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單的解決了該問(wèn)題，使用現(xiàn)有產(chǎn)品就可以。缺點(diǎn)是多種型號(hào)的拉桿箱，花費(fèi)大，放在家里占空間比較大，而且十分不方便。

（3）運(yùn)用條件分離原理解決問(wèn)題。與條件分離原理相關(guān)的發(fā)明原理有9個(gè)。經(jīng)過(guò)分析得知，“發(fā)明原理38物理或化學(xué)參數(shù)改變?cè)怼笨梢暂^好地解決了該物理矛盾。其方案為：箱體外殼的材質(zhì)由傳統(tǒng)的布、皮質(zhì)、ABS等材質(zhì)更換為新型的納米材料，當(dāng)衣物放太多的時(shí)候，箱體外殼會(huì)向外部擴(kuò)張一定的尺寸，以保證里面的衣物不會(huì)被壓破，從而可以解決箱體的空間不足的問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)是不再為箱子的空間不足而發(fā)愁，缺點(diǎn)是成本太高，不利于大批量生產(chǎn)。

（4）運(yùn)用整體與部分分離原理解決問(wèn)題。與整體與部分分離原理相關(guān)的發(fā)明原理有12個(gè)。經(jīng)過(guò)分析得知，“發(fā)明原理1分割原理”可以較好地解決了這個(gè)物理矛盾。其方案為：將箱體從中間分割開(kāi)，用可以折疊的防刺布把分割開(kāi)來(lái)的兩個(gè)部分連接成一體，當(dāng)出行者需要小一點(diǎn)型號(hào)的拉桿箱時(shí)可以將防刺布部分折疊起來(lái)縮小空間，當(dāng)需要大型號(hào)的拉桿箱時(shí)將防刺布部分拉伸開(kāi)來(lái)以擴(kuò)大空間。其優(yōu)點(diǎn)是隨時(shí)隨地可以改變箱體的空間大小，缺點(diǎn)是兩個(gè)不同材質(zhì)的連接結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

4結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)TRIZ理論的解決問(wèn)題的方法，利用了功能分析、物理矛盾及分離原理等工具，對(duì)目前市場(chǎng)上普遍存在的拉桿箱進(jìn)行了空間的改良設(shè)計(jì)，并有了十分有效的成果。通過(guò)這次設(shè)計(jì)的運(yùn)用，更加證實(shí)了TRIZ理論是解決產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)面臨的實(shí)際問(wèn)題而形成的有效理論方法，可以幫助我們?cè)趯?duì)產(chǎn)品的功能問(wèn)題做出系統(tǒng)的分析之后在更短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多、更高質(zhì)量的解決方案，使用該理論方法不但實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的功能需求，而且提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還幫助設(shè)計(jì)者們拓寬了設(shè)計(jì)之路。

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