謝若玲，韓 丹，黃秋雨

（湖北理工學(xué)院，湖北 黃石435003）

1 TRIZ原理概述

TRIZ是在1946年由前蘇聯(lián)發(fā)明家G.S.Altshuller發(fā)明創(chuàng)造出來(lái)的。TRIZ的建立是基于對(duì)數(shù)百萬(wàn)項(xiàng)專利的分析獲得的集成式理論，并在長(zhǎng)期的實(shí)踐中獲得了驗(yàn)證。在發(fā)展過(guò)程中，TRIZ逐步演變?yōu)橛梢惶滋幚砑夹g(shù)、完成創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的各種措施、算法組合而成。

經(jīng)過(guò)發(fā)展，TRIZ原理主要有下面幾個(gè)方面：

（1）TRIZ原理和創(chuàng)新思維中提出了如何整體的分析矛盾的方法，有科學(xué)方法、創(chuàng)新思維方法與問(wèn)題分析方法等；而關(guān)于不那么簡(jiǎn)單問(wèn)題的剖析，則包含了科學(xué)的問(wèn)題剖析建模辦法。

（2）技術(shù)整體進(jìn)化法則面向技術(shù)系統(tǒng)的革新規(guī)律，在對(duì)大批專利剖析的前提下TRIZ總結(jié)演練出八個(gè)基本進(jìn)化法則。

（3）技術(shù)矛盾處理原理，獨(dú)特的創(chuàng)新產(chǎn)品往往遵照共有的法則。

（4）發(fā)明創(chuàng)造問(wèn)題規(guī)范處理方法，針對(duì)詳細(xì)問(wèn)題的物-場(chǎng)模型的差別特點(diǎn)，每個(gè)相對(duì)有原則的模型解決措施。

（5）創(chuàng)新問(wèn)題處理方法TRIZ首要對(duì)問(wèn)題情形的多樣、不同進(jìn)行分析。

相比較過(guò)去的創(chuàng)新思維方法，TRIZ創(chuàng)新原理具有顯著的特性和優(yōu)點(diǎn)。它揭曉了創(chuàng)新的潛在法則和原理，致力于弄清和點(diǎn)明系統(tǒng)中的問(wèn)題與矛盾，而非回避問(wèn)題，它的目的是徹底處理問(wèn)題，取得最后的解決方案，而不再是不確定的行為。實(shí)際表明，運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新原理，可大幅度地提高人們對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，并且最后生產(chǎn)出高品質(zhì)的新產(chǎn)品。

2 綠色設(shè)計(jì)概述

綠色設(shè)計(jì)思想是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一種設(shè)計(jì)趨勢(shì)和重要設(shè)計(jì)方法，以人與環(huán)境的生態(tài)平衡為主，在創(chuàng)新中應(yīng)極力減少對(duì)環(huán)境的污染。環(huán)保、節(jié)約資源、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代需求推動(dòng)人們大力推廣綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)不單單是一種技術(shù)上的思考，也是一種思維上的轉(zhuǎn)變。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，綠色設(shè)計(jì)是當(dāng)今公司加入市場(chǎng)角逐的重要新方式。過(guò)去的設(shè)計(jì)原理和辦法都是以人為本，以人的需求和問(wèn)題為基點(diǎn)出發(fā)，但是忽視了在后面生產(chǎn)和運(yùn)用產(chǎn)品的過(guò)程中能源耗費(fèi)及對(duì)自然的負(fù)面影響。而傳統(tǒng)的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)注的卻是產(chǎn)品自身，而沒(méi)有考慮到產(chǎn)品和其他相關(guān)要素。由此，必須對(duì)過(guò)去產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)踐方法進(jìn)行變革。

產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)是一種結(jié)合多學(xué)科知識(shí)的綜合性設(shè)計(jì)方法，需要系統(tǒng)性地考慮產(chǎn)品從最初的用戶需求獲取到產(chǎn)品報(bào)廢后的回收處理整個(gè)生命周期過(guò)程。因此，綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容非常復(fù)雜，總體來(lái)講可歸納為以下四部分內(nèi)容：材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)、成本分析。綠色設(shè)計(jì)的原理總體來(lái)說(shuō)就是“3R”原則：Reduce、Reuse、Recycle。其中，Reduc“e少量化設(shè)計(jì)原則”是指在滿足基本功能的前提下減少產(chǎn)品所用材料的數(shù)量、面積、重量等，從而達(dá)到資源節(jié)約、垃圾減少的綠色化目的。Reus“e再利用設(shè)計(jì)原則”是指將已報(bào)廢產(chǎn)品的零部件經(jīng)過(guò)拆卸、回收處理，再返回到產(chǎn)品的生命周期各階段繼續(xù)使用。Recycle“資源再生設(shè)計(jì)原則”是指對(duì)產(chǎn)品的部分廢棄材料經(jīng)過(guò)回收后再進(jìn)行二次加工，從而得到新的材料投入到下一輪生產(chǎn)中。提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要：具有高水平環(huán)境特性的產(chǎn)品無(wú)疑將會(huì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量，如通過(guò)綠色設(shè)計(jì)可提高產(chǎn)品的功能性、可靠性、耐久性、可維修性等。企業(yè)形象的改善：生產(chǎn)具有綠色標(biāo)志的產(chǎn)品將會(huì)顯著改善企業(yè)的公共形象。減少產(chǎn)品成本的需要：在綠色設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的初期，往往認(rèn)為改善產(chǎn)品的環(huán)境特性需要增加新的投入，從而增加產(chǎn)品的成本。事實(shí)上，綠色設(shè)計(jì)通過(guò)減少材料、能源的使用以及治理產(chǎn)品污染的花費(fèi)，最終可以降低產(chǎn)品成本。

3 基于TRIZ原理的產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)方法初探

綠色設(shè)計(jì)的本質(zhì)是為了達(dá)到生態(tài)的平衡，為達(dá)到這個(gè)目的需要不斷解決每個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的具體矛盾。TRIZ相比其他的方法論能夠更加快速地解決矛盾，將其作為在綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中的輔助方法是最為合適的。在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，首先需要把綠色設(shè)計(jì)中所遇要點(diǎn)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的數(shù)值，以對(duì)等的角度將綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成TRIZ原理理論問(wèn)題，如此就可使用TRIZ理論來(lái)解決問(wèn)題。這個(gè)流程一般可以歸納如下：提出有著綠色設(shè)計(jì)特點(diǎn)的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的要求，找出這些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要改善的要求，并確定在具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所注重的要求。建立綠色設(shè)計(jì)要求與TRIZ的聯(lián)系表。找出與綠色設(shè)計(jì)要求相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。探究可以處理綠色設(shè)計(jì)要求的創(chuàng)新方法。運(yùn)用這個(gè)創(chuàng)新方法實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)的要求。

基于以上分析，本文以一美妝工具清潔器的設(shè)計(jì)進(jìn)行基于TRIZ原理的產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用性探索：

（1）通過(guò)構(gòu)建美妝工具清潔器設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。結(jié)合綠色設(shè)計(jì)“3R”原則，從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)、成本分析四個(gè)方面對(duì)這件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行拆分。材料選擇方面，由于美妝工具需要長(zhǎng)期接觸人體面部皮膚，清潔器首要考慮無(wú)毒上、無(wú)害，其次是耐久性及循環(huán)使用的可能性；從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需滿足各類美妝工具的清潔需求，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上需要有所分割、方便放置，為方便制造，外部結(jié)構(gòu)需要盡量方正；工藝方面以量產(chǎn)為主；成本方面分為前期與再循環(huán)期，前期按照各個(gè)環(huán)節(jié)的正常標(biāo)準(zhǔn)核算，后期可通過(guò)循環(huán)方式達(dá)到節(jié)省材料的目的。

（2）依據(jù)美妝工具清潔器的設(shè)計(jì)需求構(gòu)建出綠色設(shè)計(jì)與TRIZ的關(guān)聯(lián)表。參照TRIZ工程參數(shù)表（表1）、綠色設(shè)計(jì)屬性與TRIZ工程參數(shù)對(duì)照表（表2）、建立美妝工具清潔器設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的側(cè)重點(diǎn)關(guān)聯(lián)表（表3）。

表1 TRIZ工程參數(shù)表

表2 綠色設(shè)計(jì)屬性與TRIZ工程參數(shù)對(duì)照表

表3 美妝工具清潔器設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的側(cè)重點(diǎn)關(guān)聯(lián)表

4 以美妝工具清潔器設(shè)計(jì)為例

（1）在表3中，通過(guò)認(rèn)真對(duì)照找出了此案例中可以解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中綠色設(shè)計(jì)問(wèn)題的發(fā)明原理，排除掉不相關(guān)項(xiàng)目，材料的選擇方面應(yīng)注意物體本身及使用損耗過(guò)程中都不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)的材料；結(jié)構(gòu)方面盡量采用簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定性高的設(shè)計(jì)方式，考慮到制造工藝需要物體體積小能放置于桌面，便于批量制造；成本方面在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中盡量統(tǒng)一材料，使用便于循環(huán)使用，并易于降解的材料。

（2）通過(guò)對(duì)發(fā)明原理的總結(jié)，結(jié)合運(yùn)用TRIZ原理中的分割原則、聯(lián)合原則和多功能原則，設(shè)計(jì)方案基本已呈現(xiàn)出來(lái)。對(duì)比現(xiàn)有美妝工具清潔器需要大量清水造成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象、需要手持造成產(chǎn)品不便捷性、需要自然晾干造成耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題和產(chǎn)品功能單一的多種問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一款結(jié)合清洗、烘干和消毒為一體的美妝工具清潔器（圖1）。其中部件4是一個(gè)可拆卸的化妝刷放置器，拿掉部件4、5即可實(shí)現(xiàn)此美妝工具清潔器的多用化，進(jìn)行其他物品的清潔與消毒（圖2）。

圖2

圖1中部件1、2、3、4、5主要起到清潔方面的作用，在材料選擇方面?zhèn)戎赜谖矬w本身都不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)的材料，考慮到這些產(chǎn)品部件的結(jié)實(shí)耐用性，與成本方面在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中盡量統(tǒng)一材料，使用便于循環(huán)使用的材料，最終選擇PMMA材質(zhì)。PMMA材料具備較好的透明度和化學(xué)穩(wěn)定性等，并且外觀優(yōu)美。

圖1

部件6風(fēng)機(jī)和部件7紫外燈起到烘干和消毒的作用。

部件9、10基于其本身部件的客觀需要結(jié)合綠色設(shè)計(jì)的要求，最終部件9膠套選擇硅膠材料，硅膠材料具備良好的耐熱、耐寒和耐大氣老化等性能。部件10膠墊選擇天然橡膠材料，天然橡膠抗撕破性好，耐磨性好，加工性良好。

5 結(jié)論

本文基于前人對(duì)TRIZ和綠色設(shè)計(jì)理論研究的基礎(chǔ)進(jìn)行了更加深入的研究，對(duì)TRIZ、綠色設(shè)計(jì)實(shí)際的發(fā)展?fàn)顩r做出了綜述和總結(jié)，匯總了這兩種理論，在融合研究的成果中找到了自己的研究方法和思路。

樹(shù)立了結(jié)合TRIZ和綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的模型，經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的問(wèn)題和需求，通過(guò)TRIZ處理問(wèn)題并且生成滿足需求的產(chǎn)品，將兩種理論融合應(yīng)用于從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的一系列步驟中，形成一套完整的邏輯體系。該模型的步驟分為以下幾個(gè)要點(diǎn)：一、構(gòu)建產(chǎn)品各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的綠色設(shè)計(jì)要求，找出這些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中必須要改善的問(wèn)題，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中找出所偏重的需要。二、構(gòu)建產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的要求與TRIZ理論的相關(guān)聯(lián)系表。三、找到和綠色設(shè)計(jì)要求相關(guān)的關(guān)聯(lián)數(shù)值。四、發(fā)現(xiàn)可以處理綠色設(shè)計(jì)要求的創(chuàng)造原則。五、運(yùn)用該創(chuàng)新方法實(shí)現(xiàn)綠色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

本文通過(guò)改進(jìn)已有產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中的不足之處，彌補(bǔ)了設(shè)計(jì)中的缺陷，從而驗(yàn)證基于TRIZ和綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)模型在改進(jìn)美妝工具清潔器中的有效性。

綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則對(duì)產(chǎn)品展現(xiàn)設(shè)計(jì)而言，既是全球市面上的需要也是全球策略發(fā)展的需要，更是全球自然環(huán)境的需要。綠色設(shè)計(jì)對(duì)于改造生態(tài)環(huán)境有著明顯的作業(yè)，并且對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展也有著深遠(yuǎn)的影響。設(shè)計(jì)要以社會(huì)發(fā)展的需要為目的，堅(jiān)定運(yùn)用綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)思維以及先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的水平，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)的進(jìn)程變得更加正確，并且加強(qiáng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的共同穩(wěn)定的發(fā)展。

用TRIZ方法論研究探討的綠色設(shè)計(jì)是合理的，運(yùn)用TRIZ方法之后能夠有效地達(dá)到環(huán)保、節(jié)約資源、經(jīng)濟(jì)的需求，為之后的設(shè)計(jì)中運(yùn)用TRIZ建立產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的方法奠定基礎(chǔ)。

本文也基于TRIZ和綠色設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行了初步的探究，在論文中還有以下能夠進(jìn)一步研究和改進(jìn)的地方：

（1）本文是基于TRIZ和綠色設(shè)計(jì)兩點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建，可以考慮將更多的設(shè)計(jì)要點(diǎn)理論融入進(jìn)來(lái)，創(chuàng)建更加完善的設(shè)計(jì)模型。

（2）本研究把實(shí)例研究的重點(diǎn)放在了已有產(chǎn)品改進(jìn)上，可以考慮在將來(lái)的研究中選擇創(chuàng)新產(chǎn)品，這樣可能會(huì)取得更進(jìn)一步的革新。