TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

王家生

TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

王家生

（沈陽(yáng)建筑大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

探究TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過(guò)研究相關(guān)文獻(xiàn)，分析TRIZ理論的具體內(nèi)容，結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比得出TRIZ理論與工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的交叉部分，得到了基于TRIZ理論的工業(yè)設(shè)計(jì)流程，TRIZ理論可以較好地應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)。

TRIZ理論；工業(yè)設(shè)計(jì)；產(chǎn)品領(lǐng)域；消費(fèi)者

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)的不斷變革，產(chǎn)品的迭代速度越來(lái)越快，創(chuàng)新能力的重要性越來(lái)越大。消費(fèi)者在這個(gè)物質(zhì)充裕的時(shí)代往往因?yàn)楫a(chǎn)品“過(guò)時(shí)”而棄之不用。在工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域，呆板單一的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)今快速發(fā)展的時(shí)代，富有創(chuàng)新意味的產(chǎn)品才能吸引消費(fèi)者的目光，因此，有必要為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入創(chuàng)新理論以使設(shè)計(jì)師更好更快地進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新工作?；诖隧?xiàng)需求，本文著重研究TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可應(yīng)用的部分，探究TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)流程中應(yīng)用的可能性。

1 TRIZ理論簡(jiǎn)介

TRIZ理論是20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)的阿奇舒勒通過(guò)分析研究世界各國(guó)250多萬(wàn)件專(zhuān)利，總結(jié)出的一套發(fā)明問(wèn)題解決理論。多年來(lái)，學(xué)者們對(duì)TRIZ理論進(jìn)行不斷完善，至今TRIZ理論已經(jīng)擁有了一套完整的理論體系。TRIZ理論曾作為蘇聯(lián)高度機(jī)密被加以保護(hù)，直到蘇聯(lián)解體，一批研究者將TRIZ帶到其他國(guó)家，該理論才開(kāi)始被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。在俄羅斯和美國(guó)，TRIZ已經(jīng)作為大學(xué)內(nèi)的課程教授學(xué)生。TRIZ近幾年在中國(guó)也有所研究和發(fā)展，但其普及率并不高。

TRIZ理論是一套系統(tǒng)的、提供解決方案的創(chuàng)新方法體系。因此，TRIZ理論常被用于技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。目前，一大批企業(yè)已經(jīng)在利用TRIZ解決公司發(fā)展過(guò)程中遇到的難題，其中韓國(guó)三星集團(tuán)在引入TRIZ理論后取得了巨大技術(shù)突破，2007年在美國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量達(dá)世界排名第二位。在中國(guó)，TRIZ理論也逐漸引起企業(yè)的重視，其領(lǐng)域主要涉及機(jī)械電子等技術(shù)領(lǐng)域，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用較為少見(jiàn)，國(guó)內(nèi)的學(xué)者比如余意平、楊勤[1]利用TRIZ理論構(gòu)建出工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)，將TRIZ工具應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)的一些流程中，將工業(yè)設(shè)計(jì)程式化。呂忠園[2]將TRIZ理論與產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比，分析TRIZ理論中對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有啟發(fā)意義的點(diǎn)。由此可見(jiàn)，TRIZ理論與工業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)合將產(chǎn)生很多的可能性。

2 工業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)涵

國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)在第29屆ICSID大會(huì)上公布了工業(yè)設(shè)計(jì)的新定義：工業(yè)設(shè)計(jì)是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略問(wèn)題解決過(guò)程，通過(guò)創(chuàng)新的產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)和體驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功和提供更高品質(zhì)的生活。由定義可以看出，工業(yè)設(shè)計(jì)者不單單是設(shè)計(jì)產(chǎn)品外型，而是通過(guò)運(yùn)用創(chuàng)新思維為人們生活中的問(wèn)題提供解決方案。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)設(shè)計(jì)師利用多種理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的研發(fā)以及生產(chǎn)制造，使產(chǎn)品成本盡可能降低，為企業(yè)創(chuàng)造利益。

3 TRIZ理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

創(chuàng)新能力是工業(yè)設(shè)計(jì)者最重要的能力之一，至今創(chuàng)意思維方法已有上百種，但它們大都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的體系。傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)在創(chuàng)意階段一般使用這些創(chuàng)意思維方法如頭腦風(fēng)暴法搜集靈感，這種方法的導(dǎo)向模糊，沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)意思路，偶然性較大。TRIZ理論經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，不斷進(jìn)行自我完善，已經(jīng)形成一套科學(xué)的創(chuàng)新理論體系。TRIZ理論與工業(yè)設(shè)計(jì)的相互借鑒融合將是工業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。TRIZ擁有一些普遍適用的創(chuàng)新理論及方法。工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方法繁雜，沒(méi)有系統(tǒng)性和邏輯性。TRIZ理論認(rèn)為，靈感的產(chǎn)生不是隨機(jī)的，首先把問(wèn)題構(gòu)造成沖突，再利用沖突解決工具進(jìn)行求解。TRIZ理論中提供的一些求解工具可作為基礎(chǔ)思路擴(kuò)大設(shè)計(jì)者的思維廣度，縮短設(shè)計(jì)周期。對(duì)于企業(yè)的產(chǎn)品迭代來(lái)說(shuō)，對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)尤為重要，利用TRIZ理論中的創(chuàng)意工具可在短時(shí)間內(nèi)幫助設(shè)計(jì)者產(chǎn)生合適的創(chuàng)意方案，為企業(yè)創(chuàng)造利益。TRIZ理論將創(chuàng)造性活動(dòng)歸納為一套有體系的科學(xué)流程。使用TRIZ工具可以培養(yǎng)設(shè)計(jì)者形成一種科學(xué)的思維方式。

TRIZ理論體系主要包含以下幾個(gè)方面內(nèi)容：①創(chuàng)新思維方法。TRIZ理論提供了系統(tǒng)的分析問(wèn)題方法，比如STC算子法等。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，TRIZ理論提供了物質(zhì)-場(chǎng)分析法，幫助使用者快速確認(rèn)沖突所在。這些分析問(wèn)題的方法幫助使用者突破思維定勢(shì)，產(chǎn)生更大的可能性。②技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則。TRIZ理論中提供了8種基本的進(jìn)化法則，這些法則可以幫助使用者定位產(chǎn)品所處的階段，并預(yù)測(cè)產(chǎn)品未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。③技術(shù)沖突解決理論。為了對(duì)確定的技術(shù)沖突進(jìn)行求解，TRIZ理論提供了40條創(chuàng)新原理幫助使用者尋找創(chuàng)新的方向。④創(chuàng)新問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法。針對(duì)不同特征的物質(zhì)-場(chǎng)模型，TRIZ理論分別提供有不同的模型處理方法。⑤發(fā)明問(wèn)題解決算法ARIZ。針對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題、矛盾及相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)，通過(guò)一系列邏輯過(guò)程將初始問(wèn)題進(jìn)行細(xì)化，確定物理沖突。⑥各學(xué)科領(lǐng)域建立的知識(shí)庫(kù)?；诟鲗W(xué)科領(lǐng)域的數(shù)百萬(wàn)項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利而構(gòu)建的知識(shí)庫(kù)，可以幫助使用者選取合適的技術(shù)支持。本文主要對(duì)第二點(diǎn)和第三點(diǎn)與工業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)合進(jìn)行探究。

3.1 TRIZ理論中技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的應(yīng)用

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則包含8種進(jìn)化模式：①S曲線進(jìn)化模式。該模式為工業(yè)設(shè)計(jì)提供預(yù)測(cè)產(chǎn)品的進(jìn)化方向。阿奇舒勒將技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式歸納為一個(gè)S形曲線。一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在進(jìn)入市場(chǎng)后基本上按S形的趨勢(shì)發(fā)展，直到被下一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)取代。在企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，可以借助S曲線進(jìn)化模式判斷該產(chǎn)品在目前的市場(chǎng)中所處的階段，并判斷其發(fā)展方向，是否有更好的替代方案。②提高理想度模式。③子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化模式。④增加動(dòng)態(tài)性和可控性進(jìn)化模式。⑤向超系統(tǒng)進(jìn)化模式。⑥子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化模式。⑦向微觀級(jí)和增加場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)化模式。⑧減少人工介入進(jìn)化模式。這8種進(jìn)化模式對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)以這8種進(jìn)化模式為基本方向可以較快地提出設(shè)計(jì)方案。

結(jié)合TRIZ理論中的8種進(jìn)化模式，本文提煉出對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)適用的產(chǎn)品進(jìn)化趨勢(shì)：①小型化。隨著技術(shù)的發(fā)展，笨重的機(jī)器逐漸變得小巧玲瓏。②多樣化。當(dāng)今時(shí)代物資豐富，人們對(duì)于產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，當(dāng)市面上某類(lèi)型產(chǎn)品外型都是由直線構(gòu)成時(shí)，人們就有了對(duì)曲線外型的追求。③多功能化。隨著產(chǎn)品體積的縮小，產(chǎn)品可搭載的功能越來(lái)越多，多功能的產(chǎn)品更加方便人們的使用。④智能化。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品越來(lái)越智能化，盡可能地降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為人們省出寶貴的時(shí)間。⑤人性化。產(chǎn)品的作用對(duì)象是人，考慮到人使用習(xí)慣的產(chǎn)品使人使用起來(lái)更加舒適。

3.2 TRIZ理論中技術(shù)沖突解決理論的應(yīng)用

在工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)化過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)互相矛盾的需求，例如在設(shè)計(jì)一件產(chǎn)品時(shí)希望其功能越多越好，但同時(shí)需要其體積越小越好。針對(duì)這種情況，TRIZ理論將這種相反的需求定義為物理矛盾。TRIZ理論認(rèn)為，解決矛盾沖突并提出新的理想解是推動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)化的內(nèi)在動(dòng)力。因此TRIZ理論也提供了解決物理矛盾的方法，即構(gòu)建矛盾矩陣。TRIZ理論提供的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)可以協(xié)助設(shè)計(jì)者歸納出具體的矛盾沖突，更快地構(gòu)建出矛盾矩陣。這39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)代表了沖突的兩個(gè)方面，即使系統(tǒng)性能改善的參數(shù)和使系統(tǒng)性能惡化的參數(shù)。構(gòu)建好矛盾矩陣即可使用TRIZ理論提供的40條發(fā)明原理進(jìn)行求解。這些原理引導(dǎo)了設(shè)計(jì)者提出解決方案的方向。對(duì)于矛盾不明確的情況，TRIZ提供了物質(zhì)-場(chǎng)模型方法協(xié)助設(shè)計(jì)者解決問(wèn)題。物質(zhì)-場(chǎng)模型可以將產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分，幫助設(shè)計(jì)者確定根本沖突所在，然后使用76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解快速整理出設(shè)計(jì)創(chuàng)意。在工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，靈活運(yùn)用這些工具可以更好更快地整理出合理的創(chuàng)意方案。

3.3 基于TRIZ理論的工業(yè)設(shè)計(jì)流程

在工業(yè)設(shè)計(jì)流程中引入TRIZ理論可以提升設(shè)計(jì)效率，在較短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)方案。引入TRIZ理論的工業(yè)設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。

圖1 工業(yè)設(shè)計(jì)流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)設(shè)計(jì)者優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)往往會(huì)遇到各種各樣的“矛盾沖突”，合理地運(yùn)用TRIZ理論中的相關(guān)工具可以很好地解決這些問(wèn)題。由于TRIZ理論不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)而提出的理論，因此對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)其基本流程依然是基礎(chǔ)，TRIZ理論只起到輔助功能。在工業(yè)設(shè)計(jì)流程中將TRIZ理論作為參考工具使用，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供新的思路，兩者的結(jié)合能夠產(chǎn)生巨大的功效。

［1］余意平，楊勤.基于TRIZ理論的工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建研究［J］.設(shè)計(jì)，2018（7）：14-29.

［2］呂忠園.TRIZ在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［D］.北京：中央美術(shù)學(xué)院，2012.

［3］陳敏慧，蔣艷萍，呂建秋.TRIZ國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及對(duì)策研究［J］.科技管理研究，2015（1）：24-27.

［4］檀潤(rùn)華.發(fā)明問(wèn)題解決理論［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.08.071

2095－6835（2020）08－0160－02

王家生（1995—），男，在讀碩士。

〔編輯：張思楠〕