TRIZ理論在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用研究

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1、TRIZ理論在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用研究通過對概念設(shè)計的分析研究，闡述了TRIZ的理論體系及其簡化的“1141”體系，歸納了TRIZ的理論基礎(chǔ)和基本思想，介紹了基于TRIZ的產(chǎn)品概念設(shè)計過程模型，分析了TRIZ中技術(shù)沖突及物理沖突解決流程以及2種沖突解決原理之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。基于TRIZ概念設(shè)計過程模型，將TRIZ中技術(shù)沖突解決原理及物理沖突解決原理應(yīng)用于新型旋轉(zhuǎn)展車臺的概念設(shè)計中，并通過實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了TRIZ概念設(shè)計過程模型的正確性及可行性。產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)在市場競爭中取勝的關(guān)鍵因素，而概念設(shè)計是產(chǎn)品創(chuàng)新的核心。概念設(shè)計決定產(chǎn)品的形狀、布局和工作原理等

2、，其質(zhì)量直接決定產(chǎn)品的最終質(zhì)量。在產(chǎn)品概念設(shè)計階段快速產(chǎn)生1個有競爭力的產(chǎn)品創(chuàng)新方案，可以幫助企業(yè)快速響應(yīng)市場需求、提高產(chǎn)品的競爭力。發(fā)明問題解決理論TRIZ為概念設(shè)計提供了切實(shí)可行的方向，使概念設(shè)計過程變得有序可尋且富有可操作性和可預(yù)見性。將TRIZ理論應(yīng)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計階段，可大大提高創(chuàng)新的質(zhì)量和效率。1概念設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計過程分為產(chǎn)品需求分析、概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計等4個階段。目前的設(shè)計過程模型是我國正在推廣應(yīng)用的并行設(shè)計過程模型，如圖1所示。圖1并行設(shè)計模型概念設(shè)計是構(gòu)思及選擇產(chǎn)品工作原理的階段，對于已有產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計，主要是改進(jìn)部分工

3、作原理；對于新設(shè)計，要構(gòu)思并選擇全新的原理。產(chǎn)品創(chuàng)新方案的形成主要在概念設(shè)計階段，概念設(shè)計過程所產(chǎn)生的新的原理解具有市場競爭力及實(shí)際實(shí)現(xiàn)的可能性。概念設(shè)計可總結(jié)概括為：概念設(shè)計是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計活動，它表現(xiàn)為1個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過程。概念設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計中的關(guān)鍵階段，其重要性主要體現(xiàn)在2方面：(1)概念設(shè)計階段在很大程度上決定著最終產(chǎn)品的性能、創(chuàng)造性、價格、市場響應(yīng)速度和效率等；(2)在產(chǎn)品概念設(shè)計階段，由于對設(shè)計人員的約束相對較少，具有較大的創(chuàng)新空間。因此重視概念設(shè)計

4、，為產(chǎn)品成功走向市場奠定了基礎(chǔ)，是增加產(chǎn)品競爭力的根本途徑。2基于TRIZ的產(chǎn)品概念設(shè)計過程模型2.1發(fā)明問題解決理論(TRIZ)TRIZ是俄語“發(fā)明問題解決理論”的縮寫。該理論是基于知識的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化方法學(xué)。(1)TRIZ的理論體系TRIZ理論體系以辯證法、系統(tǒng)論和認(rèn)識論為哲學(xué)指導(dǎo)，以自然科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和思維科學(xué)的分析和研究成果為根基和支柱，以技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則為理論基礎(chǔ)和核心思想，包括了解決工程矛盾問題和復(fù)雜發(fā)明問題所需的各種分析方法、解題工具和算法流程。圖2為TRIZ的理論體系。圖2TRIZ的理論體系山東建筑大學(xué)TRIZ研究所張

5、明勤教授則將TRIZ理論體系簡化為“1141體系”，即I個法則(技術(shù)進(jìn)化法則)，1種思想(最終理想解IFR)，4類問題(技術(shù)沖突與發(fā)明原理、物理沖突與分離原理、物場分析與標(biāo)準(zhǔn)解、Howto模型與知識庫)，1種算法(發(fā)明問題解決算法ARIZ)。(2)TRIZ的理論基礎(chǔ)和基本思想G.S.Altshule:在研究了大量專利后發(fā)現(xiàn):產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化有規(guī)律可循;生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的工程沖突往復(fù)出現(xiàn);徹底解決工程沖突的創(chuàng)新原理容易掌握;其他領(lǐng)域的科學(xué)原理可解決本領(lǐng)域技術(shù)問題。TRIZ的核心是消除沖突及技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理。G.S.Altshuler技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論指

6、出技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化并非隨機(jī)的，而是遵循著一定的客觀進(jìn)化模式，所有系統(tǒng)都向“最終理想化”進(jìn)化，系統(tǒng)進(jìn)化的模式可以在過去的專利發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，并可應(yīng)用于新系統(tǒng)的開發(fā)，從而避免盲目的嘗試和浪費(fèi)時間。G.S.Altshuler將工程沖突分為技術(shù)沖突和物理沖突，解決沖突的傳統(tǒng)辦法是最優(yōu)化和折中法，結(jié)果沖突的雙方均未得到百分之百滿足，因此通常得到1個普通解決方案，而TRIZ主張徹底解決沖突。G.S.Altshuler從各個不同工程領(lǐng)域的發(fā)明專利中尋找并總結(jié)典型的工程沖突以及解決這些沖突的典型發(fā)明原理。2.2TRIZ概念設(shè)計過程模型TRIZ理論研究的沖突主要包括技術(shù)沖

7、突和物理沖突。技術(shù)沖突是指1個作用同時導(dǎo)致有用及有害2種結(jié)果，也可指有用作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致出現(xiàn)1個及幾個子系統(tǒng)或系統(tǒng)變壞。，物理沖突是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，1個子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有1種特性。但同時又出現(xiàn)了與此特性相反的特性”。創(chuàng)新的核心是發(fā)現(xiàn)沖突及解決沖突。發(fā)現(xiàn)沖突是通過對已有系統(tǒng)或虛擬系統(tǒng)的分析得到的，沖突的解可通過解決技術(shù)沖突或物理沖突得到。因此，基于TRIZ的概念設(shè)計過程可圍繞問題的分析與解決沖突來進(jìn)行。TRIZ概念設(shè)計過程模型見圖3。圖3TRIZ概念設(shè)計過程模型(1)分析分是TRIZ工具之一，是解決問題的重要階段。它主要包括產(chǎn)品的功

8、能分析、理想解(IFR)的確定、可用資源分析和沖突區(qū)域的確定。(2)沖突的解決①技術(shù)沖突解決原理G.S.Altshuler