基于Triz理論的戴森產(chǎn)品線系列創(chuàng)新機制研究

程好軍　齊群波　王征

摘要：研究TRlZ理論在產(chǎn)品案例中的運用價值，試圖得出產(chǎn)品設(shè)計師在模糊前期階段進行系列設(shè)計創(chuàng)新時的應(yīng)用啟示，進而幫助設(shè)計師開發(fā)設(shè)計更理想的產(chǎn)品概念，并最終形成產(chǎn)品線創(chuàng)新。在TRIZ技術(shù)進化理論的基礎(chǔ)上，通過案例分析的方法探討產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新背后隱藏的產(chǎn)品系列進化創(chuàng)新機制。通過對戴森產(chǎn)品系列的案例研究，進一步挖掘TRIZ理論在產(chǎn)品系列創(chuàng)新中的運用價值，得出戴森產(chǎn)品進化過程即是一種技術(shù)移植與設(shè)計整合的過程，并在此基礎(chǔ)上得出了產(chǎn)品系列進化模式圖。

關(guān)鍵詞：TRIZ 技術(shù)進化理論 戴森無葉風(fēng)扇 產(chǎn)品線 移植

中圖分類號：T-09 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）01-0110-03

引言

在TRIZ理論中，阿奇舒勒將創(chuàng)新程度劃分為五個創(chuàng)新級別：顯然的解、少量的改進、根本性的改進、全新的概念、發(fā)明創(chuàng)造。而產(chǎn)品創(chuàng)新又可分為模糊前端、新產(chǎn)品開發(fā)、商品化三個階段腳，針對模糊前端階段如何預(yù)測設(shè)計進化趨勢，并完成單一產(chǎn)品到產(chǎn)品線的設(shè)計過渡，實現(xiàn)第三級到第四級的創(chuàng)新，這為企業(yè)的可持續(xù)或跳躍式創(chuàng)新提出了挑戰(zhàn)。本論文主要通過對戴森無葉風(fēng)扇的設(shè)計案例研究，探索產(chǎn)品系列設(shè)計中的技術(shù)進化規(guī)律和設(shè)計創(chuàng)新機制，并為形成產(chǎn)品線創(chuàng)新提供有價值的參考。

一、TRIZ理論及其概述

TRIZ技術(shù)進化理論由Altshuller G.等人于20世紀(jì)七八十年代提出，該理論認(rèn)為，技術(shù)系統(tǒng)的進化存在著客觀規(guī)律，不同領(lǐng)域的技術(shù)進化規(guī)律是可以相互移植的，英文全稱為Theory of the Solution of Inventive Problems，縮寫為TSIP，即“發(fā)明問題的解決理論”，有兩個基本含義，表面的意思強調(diào)解決實際問題，特別是發(fā)明問題。隱含的意思是由解決發(fā)明問題而最終實現(xiàn)（技術(shù)和管理）創(chuàng)新，因為解決問題就是要實現(xiàn)發(fā)明的實用化。

二、基于TRIZ理論下的戴森產(chǎn)品案例分析

（一）TRIZ理論中關(guān)于五個發(fā)明等級的定義

在triz理論中，阿奇舒勒將發(fā)明創(chuàng)新程度劃分為五個等級：最小發(fā)明問題、小型發(fā)明問題、中型發(fā)明問題、大型發(fā)明問題、重大發(fā)明問題。而戴森無葉風(fēng)扇通過采用全新的原理完成了對現(xiàn)有風(fēng)扇系統(tǒng)的創(chuàng)新，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計研發(fā)了一系列戴森產(chǎn)品，成功為大型的產(chǎn)品系列發(fā)明問題找到了理想解，屬于一種大型的系列發(fā)明的問題。本文將在TRIZ技術(shù)進化論的基礎(chǔ)上從各方面分析無葉風(fēng)扇的產(chǎn)品設(shè)計進化過程，并在此基礎(chǔ)上探索TRIZ理論對于產(chǎn)品設(shè)計師進行系列創(chuàng)新時的啟示。

（二）戴森無葉風(fēng)扇的產(chǎn)品進化分析

戴森Air Multiplie無葉風(fēng)扇（Air Multiplier）是由戴森公司于2009年首次推出的，同時戴森創(chuàng)始人James Dyson又是一位學(xué)藝術(shù)出身的發(fā)明家和設(shè)計師，而這種跨界身份在戴森產(chǎn)品系列的進化和創(chuàng)新中得到了完美的體現(xiàn)。戴森Air Multiplier的推出是技術(shù)與設(shè)計協(xié)同創(chuàng)新進化的典范，即技術(shù)推動設(shè)計，再進而由設(shè)計進化指引技術(shù)創(chuàng)新，最后達(dá)到整體的進化與創(chuàng)新，并為傳統(tǒng)的風(fēng)扇設(shè)計帶來全新設(shè)計空間的技術(shù)革新方案，因此有必要探討戴森產(chǎn)品進化創(chuàng)新機制，為其他產(chǎn)品創(chuàng)新提供借鑒。它不同于以往普通的傳統(tǒng)風(fēng)葉風(fēng)扇無葉，該風(fēng)扇與傳統(tǒng)風(fēng)扇的主要區(qū)別就在于，它沒有傳統(tǒng)的扇葉，而是由底部的無刷式馬達(dá)大風(fēng)量吸入空氣，并利用了渦輪增壓器和噴射式發(fā)動機中使用的技術(shù)使得氣旋加速以產(chǎn)生強勁氣流，并通過內(nèi)置風(fēng)機將持續(xù)的空氣流噴出，最終形成一股平穩(wěn)氣流。戴森無葉風(fēng)扇的成功不得不歸功于技術(shù)上的跨界應(yīng)用：空氣倍增技術(shù)、亥姆霍茲共振技術(shù)的成熟以及成功的移植。因此本文希望通過TRIZ技術(shù)進化理論來試圖挖掘這一設(shè)計背后隱藏的一般性技術(shù)預(yù)測方法問題。

（三）基于TRIZ技術(shù)進化理論下的戴森無葉風(fēng)扇進化模式

由于TRIZ理論系統(tǒng)龐大復(fù)雜，包括技術(shù)系統(tǒng)進化法則、物質(zhì)一場分析法、矛盾問題解決方法、發(fā)明問題解決算法（ARIZ）以及科學(xué)效應(yīng)知識庫等。而在ZRIZ理論中，技術(shù)成熟度預(yù)測和技術(shù)進化分析是其中兩個重要的方法。因此將以ZRIZ理論中S-曲線四參數(shù)法為例來分析戴森無葉風(fēng)扇的設(shè)計進化過程。

從（圖2）可知，該法則將技術(shù)系統(tǒng)分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期。由于在戴森無葉風(fēng)扇推出之前，無論是吊式、塔式、臺式風(fēng)扇基本功能實現(xiàn)方式或各子系統(tǒng)組建都已基本成熟穩(wěn)定，很難得到進一步突破。因此判斷風(fēng)扇設(shè)計介于成長期與成熟期。同時根據(jù)市場風(fēng)扇發(fā)明專利分析可知，發(fā)明專利增長趨勢開始保持穩(wěn)定，多以外觀和實用新型專利增長為主，因此可判斷處于成熟期可能性較大。從電商平臺公開數(shù)據(jù)可知，同一品類的電扇價格和銷量增長放緩，可判斷處于成長期到成熟期的過渡階段。

由（圖2）分析可知，在戴森無葉風(fēng)扇推出之前，風(fēng)扇處在成長期到成熟期的過渡階段。因此根據(jù)TRIZI理論，我們可以采用提高理想度法則、動態(tài)性進化法則或子系統(tǒng)不均衡進化法則進行技術(shù)創(chuàng)新進化預(yù)測。

首先根據(jù)已有風(fēng)扇的技術(shù)缺點分析可知：1.傳統(tǒng)風(fēng)扇由于使用風(fēng)扇葉片，就必須有外罩，這既增加了安全隱患，又一定程度上限制了設(shè)計上的可能性。因此一種能實現(xiàn)無葉氣流送風(fēng)的概念形態(tài)，便成了風(fēng)扇市場潛在的產(chǎn)品機會缺口。2.傳統(tǒng)葉片風(fēng)扇“波浪式”吹風(fēng)方式造成氣流的不穩(wěn)定、不舒服，同時容易吸附灰塵（傳統(tǒng)電扇扇葉旋轉(zhuǎn)時切割空氣產(chǎn)生靜電，從而使扇葉吸附塵土），這使得傳統(tǒng)扇葉結(jié)構(gòu)成為了風(fēng)扇這一超系統(tǒng)中最不合理的子系統(tǒng)。3.傳統(tǒng)風(fēng)扇葉片會發(fā)出“呼”“呼”的噪音和造成清洗的不方便，因此作為產(chǎn)品設(shè)計師在模糊前期階段需要尋找到一中可行的替代性技術(shù)創(chuàng)新方案，而新的顛覆性設(shè)計往往建立在技術(shù)的突破或者技術(shù)跨界整合的基礎(chǔ)上，因此在產(chǎn)品概念形成之前有必要借助ZRIZ理論中的“技術(shù)系統(tǒng)提高理想度法則”的建議預(yù)測技術(shù)創(chuàng)新方案。

技術(shù)系統(tǒng)提高理想度法則如下：

1.去掉實現(xiàn)有用功能的特定設(shè)備（即可以采用無扇葉這一概念創(chuàng)新方案）。2.利用現(xiàn)有的能量和資源實現(xiàn)有用功能錄像：在不消弱系統(tǒng)主要功能的前提下，簡化掉系統(tǒng)的某些組件或操作（去除風(fēng)扇扇葉系統(tǒng)組件，重新設(shè)計氣流技術(shù)系統(tǒng)組件和降噪技術(shù)系統(tǒng)組件以及操作方式）即戴森無葉風(fēng)扇突破性地運用了渦輪增壓器和噴射式發(fā)動機中使用的技術(shù)原理“科恩達(dá)效應(yīng)”突破了制約無葉風(fēng)扇最核心的技術(shù)：空氣倍增技術(shù)。并且在風(fēng)扇結(jié)構(gòu)中成功運用了亥姆霍茲共振腔原理達(dá)到降噪的功能。這種技術(shù)創(chuàng)新方案不僅有效地解決了已有扇葉風(fēng)扇的有害功能，而且簡化了系統(tǒng)組件，增強了操作體驗。同時根據(jù)TRIZ理論中的“協(xié)調(diào)性進化法則”可知：當(dāng)功能受體發(fā)生改變時（隨著生活水平的提高和生活環(huán)境的變化人們已不再滿足傳統(tǒng)風(fēng)扇的固有體驗，更需要一種安靜、衛(wèi)生、方便、節(jié)能的風(fēng)扇），功能載體也必然做出相應(yīng)的改變，一種更為簡潔的中空風(fēng)扇新形勢有了可行性依據(jù)和市場基礎(chǔ)。于是便實現(xiàn)了組件模型、功能模型、結(jié)構(gòu)模型的成功建立（見圖3、圖4）。

由于處在成長期到成熟期的過渡階段，而每個子系統(tǒng)又各自沿著自己的s曲線進化，遵循著自己的設(shè)計進化規(guī)律，因此作為產(chǎn)品設(shè)計師，有必要借助子系統(tǒng)的不均衡進化法則來預(yù)測子系統(tǒng)和整個超系統(tǒng)的進化趨勢，首先找到抑制產(chǎn)品整體性能的子系統(tǒng)，然后借助TRIZ理論技術(shù)進化法則對整體系統(tǒng)中最不合理的子系統(tǒng)進行改進，進而提升產(chǎn)品整個系統(tǒng)的進化階段。戴森無葉風(fēng)扇在傳統(tǒng)風(fēng)扇的吹風(fēng)原理、吹風(fēng)方式、吹風(fēng)過程研究基礎(chǔ)上，通過TRIZ技術(shù)進化理論成功的預(yù)測了一種新的功能進化形式：即更安全、更清潔、更穩(wěn)定的無扇葉吹風(fēng)方式和一種具備極大再設(shè)計空間的設(shè)計進化形式，即采用了“具有一定深度的中央開口圓形、橢圓形或跑道形”這一主體形態(tài)，下方的基座均為圓柱形基座，這種設(shè)計形態(tài)的進化不僅克服了傳統(tǒng)風(fēng)扇造型頭重腳輕的缺點，而且有助于戴森產(chǎn)品形成自己的產(chǎn)品系列設(shè)計語言。這種由功能進化形式到設(shè)計進化形式，在新的設(shè)計形式自由度下進一步解構(gòu)和重構(gòu)功能子系統(tǒng)的過程使得戴森無葉風(fēng)扇與普通風(fēng)扇區(qū)別開來。

三、戴森產(chǎn)品系列設(shè)計進化路線圖

再根據(jù)ZRIZ理論中的“技術(shù)系統(tǒng)向超系統(tǒng)進化法則”進一步預(yù)測整體進化趨勢，即技術(shù)系統(tǒng)進化到極限時，實現(xiàn)某項功能的子系統(tǒng)會從系統(tǒng)中剝離，轉(zhuǎn)移至超系統(tǒng)，作為超系統(tǒng)的一部分。從而在該子系統(tǒng)的功能得到增強改進的同時，也簡化了原有的技術(shù)系統(tǒng)（如戴森此后戴森產(chǎn)品通過第一代無葉風(fēng)扇的基礎(chǔ)上進一步增加功能集成度簡化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，推出了凈化、制暖、涼風(fēng)三合一的戴森產(chǎn)品，dyson purehot+cool。集成了濾網(wǎng)凈化模塊，增加了暖風(fēng)和涼風(fēng)系統(tǒng)模式，使得該無葉風(fēng)扇技術(shù)系統(tǒng)通過與其他電子設(shè)備技術(shù)子系統(tǒng)的結(jié)合，成功擺脫了進化過程中的功能限制，最終進化成為多功能的超系統(tǒng)。）

在戴森無葉風(fēng)扇推出之前，市面銷售的大多風(fēng)扇均是在結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)上進行少量的改進，但對于風(fēng)扇“扇葉矛盾”（安全問題、衛(wèi)生問題、噪音問題）始終不能做到徹底解決，即理想度并不理想（理想度是指有用作用與有害作用的比值）而風(fēng)扇扇葉作為風(fēng)扇系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，其子系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)已基本達(dá)到極限，這就成了抑制風(fēng)扇整個系統(tǒng)體驗和設(shè)計進化的主要矛盾，在TRIZ技術(shù)進化論的基礎(chǔ)上通過對戴森無葉風(fēng)扇案例的逐層進化研究后，我們知道戴森風(fēng)扇的成功正是在模糊前期階段充分把握住了產(chǎn)品開發(fā)中傳統(tǒng)風(fēng)扇的技術(shù)矛盾，以及在產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新時大膽地進行跨界和融合，顛覆性地將Coanda Effect和亥姆霍茲共振技術(shù)運用于小小的無葉風(fēng)扇，即成功定位了系統(tǒng)中最需要改進的子系統(tǒng)，從超系統(tǒng)的角度正確預(yù)測了產(chǎn)品設(shè)計進化方向，同時需要指出的是戴森無葉風(fēng)扇所運用的空氣倍增核心技術(shù)原理即科恩達(dá)效應(yīng)源于噴氣式飛機，這說明這種創(chuàng)新方案具有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

由于當(dāng)時市面上所有有葉風(fēng)扇在安全、衛(wèi)生、噪音方面存在無法徹底解決的技術(shù)和設(shè)計矛盾，而由于人們的生活水平普遍提高，人們愿意為更舒適、安全、衛(wèi)生的風(fēng)扇設(shè)計付出更多的資金，渴望擁有更加人性和智能的產(chǎn)品，這就形成了戴森無葉風(fēng)扇成功的社會和經(jīng)濟基礎(chǔ)。

此后戴森公司在此技術(shù)系統(tǒng)進化的基礎(chǔ)上及時制訂了正確的商業(yè)戰(zhàn)略，在成功推出戴森無葉風(fēng)扇后，戴森公司將在戴森無葉風(fēng)扇多年積累的研發(fā)技術(shù)進一步整合進其他產(chǎn)品線中，計生態(tài)鏈的產(chǎn)品進化成功推出了多種相關(guān)產(chǎn)品創(chuàng)新方案，最終形成了產(chǎn)品家族化系列，即空氣凈化風(fēng)扇、空氣凈化暖風(fēng)器、無葉冷風(fēng)扇、無葉暖風(fēng)器、除菌加濕器（如圖4），獲得了戴森無葉風(fēng)扇系列的設(shè)計進化。

同時，戴森產(chǎn)品借助核心技術(shù)的成功跨界融合，又推出了新產(chǎn)品類別，如吹風(fēng)機、干手器（如圖5，6）。從而擴大了產(chǎn)品線，通過進一步的設(shè)計創(chuàng)新最大化了商業(yè)效益。

產(chǎn)品設(shè)計是一種創(chuàng)造性設(shè)計活動，而設(shè)計師又常常圍繞視覺因素思考問題，即設(shè)計師在設(shè)計之前會在頭腦中構(gòu)想新產(chǎn)品“應(yīng)該是什么樣子”然后決定實現(xiàn)“這種樣子”的技術(shù)創(chuàng)新方案，這就要求形成“這種樣子”技術(shù)創(chuàng)新方法具有對未來產(chǎn)品進化趨勢的預(yù)測性和展望性，triz理論作為引領(lǐng)創(chuàng)新的工具，雖具有普適性，但“圍繞視覺因素展望技術(shù)進化”的設(shè)計創(chuàng)新機制是TRIZ技術(shù)技術(shù)進化理論較少涉及的，通過對戴森無葉風(fēng)扇的案例研究可知，戴森產(chǎn)品進化的過程即是不同領(lǐng)域技術(shù)移植與設(shè)計整合的過程，這也符合TRIZ理論中有關(guān)解決問題理論方法論描述，即不同領(lǐng)域之間技術(shù)進化規(guī)律是可以相互移植的，因此作為產(chǎn)品設(shè)計師，在進行產(chǎn)品系列創(chuàng)新時有必要在TRIZ理論的基礎(chǔ)上針對“頭腦中應(yīng)該有的樣子”定位理想解的方向和位置并把握技術(shù)移植規(guī)律，最終確定可移植的理想解，將整合創(chuàng)新思維和跨界思想運用于模糊前期階段的產(chǎn)品系列模糊性預(yù)測，這將極大地提升設(shè)計師頭腦中產(chǎn)品概念形成階技術(shù)創(chuàng)新方案選擇的前瞻性和準(zhǔn)確性。

結(jié)論

通過對戴森產(chǎn)品案例研究，從戴森無葉風(fēng)扇到凈化、制暖、涼風(fēng)三合一的dyson purehot+cool，再到吹風(fēng)機、干手器的推出，一步步實現(xiàn)了從吸塵方式、吹風(fēng)方式到干手方式、護發(fā)方式的顛覆式創(chuàng)新，戴森系列產(chǎn)品的進化模式進一步清晰，即在單一產(chǎn)品開發(fā)階段充分把握技術(shù)進化的客觀規(guī)律，首先聚焦理想解的位置和方向，通過單一產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新帶動設(shè)計創(chuàng)新，進而實現(xiàn)從部分理想解到全部理想解的過渡。在產(chǎn)品線系列創(chuàng)新階段，應(yīng)在技術(shù)進化規(guī)律的基礎(chǔ)上通過技術(shù)的移植與整合實現(xiàn)產(chǎn)品系列整合式創(chuàng)新（如圖7）。