像算術一樣創(chuàng)新產(chǎn)品

楊清亮

如果有人問：“2x2=?”

你會立即回答：“=4”

因為學校里學到的乘法表已深深刻印在你腦中。

如果有人問“123456789x987654321=?”

你就不能立即回答出來了。

因為你大腦中的乘法表沒有那么大，沒有包含到“123456789x987654321”。你需要去借助另外的工具才能回答出準確答案。

看來，解算術題的關鍵在于所使用的工具。

產(chǎn)品設計

如果設計過程中遇到了一個非常難以跨越的技術難題，何解?你解決此類難題的工具又是什么呢?

你可能會難以回答。

現(xiàn)在假設，你的產(chǎn)品設計團隊只擁有1畝地，大家一年所吃的蔬菜全靠這一畝地來種植，由于有一半人愛吃蘿卜、另一半人愛吃白菜，所以在種植時遇到了矛盾，如果由你來裁決，你會決定種植什么呢?

白菜；

蘿卜；

半畝蘿卜、半畝白菜。

……

你可能根據(jù)經(jīng)驗，決定全部種植蘿卜、或全部種植白菜，這就是“經(jīng)驗法”；

你可能選擇種植半畝蘿卜、半畝白菜，這就是“折衷法”。

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計中問題的解決，主要遵循經(jīng)驗法或折衷法，結(jié)果，互相矛盾的雙方需求或者只滿足了一方，或者雙方的需求都只滿足了一半。也就是說，問題的矛盾并沒有被徹底地化解，這就決定了你所設計的產(chǎn)品總在低水平進行徘徊，缺乏市場競爭力。

產(chǎn)品的核心競爭力靠什么?關鍵靠創(chuàng)新，創(chuàng)新的關鍵靠什么?靠工具，創(chuàng)新的方法。

創(chuàng)新方法

產(chǎn)品設計主要有概念(方案)設計和詳細設計二個階段，而產(chǎn)品創(chuàng)新的程度則取決于概念(方案)設計階段，概念(方案)設計過程本身也是一個不斷創(chuàng)新的過程。

當前，所謂的創(chuàng)新方法有很多，大約有300多種。常用的方法有：頭腦風暴法、試錯法、缺點列舉法、希望點列舉發(fā)明法、假想構(gòu)成法、高頓思考法、設問法、綜攝法、類比發(fā)明法、信息交合法、檢核表法、水平思考法、五S思維法、卡片思維法、疊加法、原型啟發(fā)法、合理移植法、聯(lián)想擴充法、象征類比法等等。

下面以頭腦風暴法、試錯法為例來看看這些創(chuàng)新方法的特點。

1)頭腦風暴法

頭腦風暴法是目前在解決問題的過程中和產(chǎn)品概念設計中被廣泛用到的一種方法。頭腦風暴法分為2步走，首先是頭腦風暴產(chǎn)生想法，然后對想法進行過濾。

如圖1所示，假設甲、乙、丙三人進行頭腦風暴。

第一步：由于三個人的知識結(jié)構(gòu)不同，對同一個問題求解的出發(fā)點不同，每個人先在自己熟悉的領域及附近發(fā)表意見。丙沿方向A提出設想，乙在此基礎上向方向B延伸，甲又沿方向C延伸，方向(A—B—C)形成了“思路”。方向(D—E—F)形成了另一條“思路”。小組的討論結(jié)果可形成多條思路。

第二步，對大量的思路進行篩選分析，確定可能的問題“解”。本步驟將耗費大量的時間和精力，而且存在取舍的選擇難度，所以，效率低下。許多問題的解決都因為這個步驟而延誤時間。

圖腦風暴法因為效率低下而飽受非議，有很多企業(yè)因為陷于頭腦風暴法的汪洋大海而不能自拔，錯失產(chǎn)品推出良機。

2)試錯法

試錯法是設計人員根據(jù)已有的產(chǎn)品及以往的設計經(jīng)驗提出新產(chǎn)品的工作原理，通過持續(xù)的修改和完善，然后做樣件，如果樣件不能滿足要求，返回到方案設計重新開始，直到樣件證明設計滿足要求，可轉(zhuǎn)入小批量和批量生產(chǎn)。

如圖2模型所示，設計人員根據(jù)經(jīng)驗或已有的產(chǎn)品，沿方向A尋找解，如果撲空，就調(diào)整方向，沿著方向B尋找，如果還找不到，再變換方向C，如此一直調(diào)整方向，直到第N個方向碰到一個滿意的“解”為止。由于設計人員不知道滿意的“解”所在的位置，在找到該“解”或較滿意的解之前，往往要撲空多次，試錯多次。試錯的次數(shù)，取決于設計者的知識水平和經(jīng)驗。所謂創(chuàng)新是少數(shù)天才的工作，正是試錯法的經(jīng)驗之談。

可以看出，試錯法與頭腦風暴法一樣，效率也是低下的。

那么，有沒有高效率的創(chuàng)新設計方法呢?答案是肯定的。TRIZ(發(fā)明問題解決理論)的技術系統(tǒng)進化理論和最終理想解(IFR)理論，可以有效的幫助設計人員在問題解決之初，首先確定“解”的位置，然后利用TRIZ的各種理論和工具去實現(xiàn)這個“解”。

如圖3所示，TRIZ有八大技術系統(tǒng)進化法則，根據(jù)進化法則可以確定技術系統(tǒng)的下階段和未來各階段的進化趨勢，就可以確定理想解所在的方向，設計中沿著這個確定的方向進行就可以找到理想解。

同時，TRIZ將唯心論和唯物論有機的進行了結(jié)合。在問題解決之初，不設限制條件，先確定最終理想解，即確定問題理想解的位置，然后獲得這個理想解。

可見，TRIZ解決問題之初，確定“解”的方向和位置，有效避免了各種傳統(tǒng)創(chuàng)新設計方法中反反復復進行探索的工作，如同射擊一樣，先確定靶心所在的方向和位置，進行有效瞄準，擊中目標。因此，TRIZ將創(chuàng)新的效率進行了革命性的提升，是一個將產(chǎn)品創(chuàng)新變成像做算術題一樣的工具。

什么是TRIZ

TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的詞頭縮寫，英文縮寫為TIPS(Theory of InventiveProblem Solving)。

TRIZ屬于前蘇聯(lián)的國家秘密，在軍事、工業(yè)、航空航天等領域均發(fā)揮了巨大作用，成為創(chuàng)新的“點金術”，讓西方發(fā)達國家一直望塵莫及。如今TRIZ正成為許多現(xiàn)代企業(yè)創(chuàng)新的獨門暗器，TRIZ可以輕易解決那些“看似不可能解決的問題”并形成專利，提升企業(yè)的核心競爭力，從“跟隨者”快速成長行業(yè)的技術“領跑者”，比如韓國三星就是TRIZ的變益者。

TRIZ可以讓我們解決那些在過去看似不可能解決的難題，從而快速形成專利，讓創(chuàng)新就像做算術題一樣輕松簡單。

TRIZ實例

手機顯示屏LCD屏裂問題的解決

問題描述：

某公司在某款手機研發(fā)過程中，對樣機要進行可靠性測試，發(fā)現(xiàn)在整機跌落時顯示屏LCD出現(xiàn)了屏裂問題。

根據(jù)經(jīng)驗，這個項目將需要改善3-4次才能測試通過，

平均每次改善為1周時間，這樣造成項目推遲上市時間至少為2個月。

問題分析：

1)結(jié)構(gòu)分析

如圖4所示，折疊手機，LCD主要裝配于上翻蓋前殼和上翻蓋后殼之間。一般為上翻蓋后殼裙邊進行LCD定位，裙邊直接接觸LCD塑膠支架起定位和保護作用。

縱向方向，LCD主要靠LCD泡棉襯墊與上后殼固定，泡棉可以起到緩沖和防灰塵的作用。

特別說明：

(1)塑料支架用來保護LCD，提高強度；

(2)液晶封膠口為薄弱位置，容易破裂；

(3)玻璃屏為薄弱位置，需要LCD襯墊保護；

(4)IC芯片要避免強壓

2)物一場模型分析。

根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，以LCD為關注焦點，可繪制此問題的物一場如(圖5)。

其中

場F－(跌落沖擊)機械力

物質(zhì)S2一外殼

物質(zhì)S1－LCD組件

S2對S1產(chǎn)生了有害作用，沖擊力通過外殼對LCD產(chǎn)生作用，LCD出現(xiàn)了屏裂。

解決方案：

1)根據(jù)物一場模型查找TRIZ的76個標準解法

查找可獲得此有害模型的對應標準解法，共有5個：

(1)引入物質(zhì)S3消除有害的作用；

(2)引入物質(zhì)S1或S2的變種；

(3)排除有害作用；

(4)引入另一個場F2對抗有害作用場F1；

(5)關閉磁場的影響。

2)標準解法在本項目中的應用：

應用第(1)個標準解法：將作用在S2上的沖擊力從S1(LCD)上移開，作用到另一個物質(zhì)S3上。分析本問題，最可以加以利用的物質(zhì)S3是(LCD組件中的)PCB；

應用標準解(3)，排除有害作用，沖擊力不能剛性傳遞到PCB，所以要設計外殼和PCB之間的緩沖裝置，這個緩沖裝置應用標準解2推薦的S1／S2的變種，即設計柔性的支撐壁；

應用標準解(4)引入F2，因為沖擊力的產(chǎn)生是重力作用的結(jié)果，所以F2是與重力對抗的一個力，可以是空氣、液體等的浮力。減輕LCD及其組件的重量以及整個手機的重量是一個進化方向。

5)方案設計要點：

(1)設計上后殼、上前殼的柔性支撐壁結(jié)構(gòu)：支撐壁承受外殼沖擊所帶來的力，并將余力作用到PCB上；支撐壁是柔性的結(jié)構(gòu)(招薄蠻曲擘．塑料強脫模成型)，并布局為四周矩形；LCD點接觸定位，定位點與外周邊分離(遠離加強筋，扣位等)；

(2)泡棉墊功能分離：只完成防塵功能，不再完成緩沖功能；如果柔性支撐壁能夠形成封閉環(huán)形，則可以通過剪裁原理將泡棉墊取消；

(3)LCD組件中的框形PCB：四周邊需要給出支撐壁接觸的表面，必要時增加PCB的寬度；為避免PCB懸空部分，必要時增加其它部位的支撐。

6)設計參考圖：

翻蓋的前殼和后殼將PCB上下兩面用柔性支撐壁固定，沖擊力將在柔性支持壁上得到緩解，傳遞到PCB上的余力將非常有限。見局部放大圖，見圖6。

7)新設計的效果：

根據(jù)以上解決方案對本型號手機進行了新的設計，在可靠性測試中，跌落試驗結(jié)果證明：LCD屏裂現(xiàn)象不再出現(xiàn)。此種柔性支撐壁結(jié)構(gòu)已成為該公司手機設計中的一種通用結(jié)構(gòu)予以推廣使用。

從手機顯示屏LCD屏裂的問題可以看到，TRIZ在分析和解決產(chǎn)品設計中的問題時非常簡潔快速，在關鍵的一到二步中獲得問題的解決方案。熟練掌握并應用TRIZ理論和工具，可以讓產(chǎn)品設計中的創(chuàng)新，像做算術題一樣簡單有趣。

責編／孫煥