創(chuàng)新設(shè)計實例

1、基于TRIZ理論的家用吸塵器概念設(shè)計優(yōu)雅完美的居室，必須悉心打理，才可保持舒適整潔，有條不紊。吸塵器理想的設(shè)計與卓越的科技，令家居清潔工作倍添輕松、快捷，并滿足您對每一項清潔要求。它以先進的吸塵鴿、多用途的附件、超強勁的吸力，吸盡每一角落的塵埃，清理難接觸的墻角落、天花 板、沙發(fā)底下到櫥柜之間的縫隙，無微不至，令全屋顯得干凈無暇。在當今科學技術(shù)飛速發(fā)展的形式下，人們對生活有了更新的追求。隨著我國城市化的加劇，人們生活節(jié)奏的加快， 因此，越來越多的新產(chǎn)品進入到人們的日常生活，取代了越來越多的人力勞動。吸塵器將要成為我國每一個家庭的必需品，它給許多忙碌的人們帶來了無窮的便利。吸塵器是一種利用風機和

2、電動機的裝置清除室內(nèi)灰塵的一種家用電器。長期以來，吸塵器都跳不出需要人為管理和充電的使用模式，所以要找準設(shè)計定位，自主創(chuàng)新，運用 TRIZ理論指導吸塵器的創(chuàng)新 設(shè)計，設(shè)計出符合消費者需求并具有市場競爭力的吸塵器產(chǎn)品。1.3物質(zhì)-場分析物質(zhì)-場分析的原理是所有的功能都可分解為2種物質(zhì)和一種場，即一種功能和由2種物質(zhì)及一種場的三元件組成。 產(chǎn)品是功能的一種實現(xiàn)，因此，可用物質(zhì)一場分析產(chǎn)品的功能，這種分析方法是TRIZ的工具之一。物質(zhì)場分析模型1.4設(shè)計實例目前市場上出現(xiàn)的吸塵器按照吸塵器內(nèi)風機和電動機的安裝方式以及功率體量的大小，分為以下幾種：1）立式吸塵器。又稱直立式戴手推式，從下至上依次安放濾

3、塵袋，風機和電機，吸塵量大。2）臥式吸塵器。從前至后依次安放濾塵袋，風機和電機，吸塵量較大。3）便攜式吸塵器。結(jié)構(gòu)安排方式和臥式相同，但尺寸小得多，靈活易于攜帶。4）微型吸塵器，結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，多用干電池作電源。 由此看出吸塵器由低級向高級的進化過程，高級別解的產(chǎn)生需要更多的知識。隨著人們生活節(jié)奏的加快，為了給自己一個清潔的居住環(huán)境，吸塵器將受到千家萬戶的親睞。我們應(yīng)該看到這樣的上升勢頭，對吸塵器進行創(chuàng)新設(shè)計勢在必行，以更新更高級的解創(chuàng)造出更多的市場空間。現(xiàn)在就用確立理想解的5個步驟分析該問題并提出理想解： 設(shè)計的最終目的是什么？清除室內(nèi)灰塵。（2）理想解是什么？自主獲取能量的機器人節(jié)能型

4、吸塵器（無需人的管理）。（3）達到理想解的障礙是什么 ？技術(shù)不夠成熟。（4）出現(xiàn)這種障礙的 結(jié)果是什么？在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上尋求創(chuàng)新與突破，尋求替代資源，不斷地開發(fā)研究。（5）未出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？可以利用可再生資源如太陽能、電磁場能等獲取能量供電機工作。創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么？太陽能或電磁場能。對于現(xiàn)有吸塵器可以通過物質(zhì)一場分析模型見圖2。其中：F為電能和機械能；51.1為灰塵;51.2為噪聲和耗能；52為吸塵器、吸塵器與使用環(huán)境的物質(zhì)一場模型。通過對問題的正確分析， 直接得出了一個理想解，提出了家用吸塵器的創(chuàng)新設(shè)計概念和構(gòu)思。但是，并不是所有的問題都可以直接得出理想解。在不少

5、問題的分析過程中，常常會遇到許多矛盾和沖突。這時，可以通過沖突矩陣選擇發(fā)明原理，以解決沖突，實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計。2沖突解決原理G.S.Altshuler將有利于TRIZ解決發(fā)明問題的沖突分為兩類 ：物理沖突和技術(shù)沖突。物理沖 突是指為了實現(xiàn)某種功能，一個子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時出現(xiàn)了與該特 J陛相反的特性。技術(shù)沖突是指一個作用同時導致有用及有害2種結(jié)果，也指有價值作用的引入 J或有害效應(yīng)的消除導致一個或幾個子系統(tǒng)之間的沖突。通過對250萬件專利的詳細研究，TRIZ理論提出用39個通用工程參數(shù)描述沖突。實際應(yīng)用中，要把組成沖突的雙方內(nèi)部性 能用該39個工程參數(shù)中的2個來表示。目的是把實際工程

6、設(shè)計中的沖突轉(zhuǎn)化為一般的戴標 準的技術(shù)沖突。同時，該理論還提出了40條發(fā)明原理，用以指導沖突的解決和產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計。2.1沖突矩陣39個工程參數(shù)描述了設(shè)計問題的問題空間，而 40條發(fā)明原理則描述了設(shè)計問題的解空間。 為了得到問題的解，須建立問題空間與解空間之間的映射關(guān)系，這個映射關(guān)系就是沖突矩陣。首先對特定問題進行一般化處理得到一般問題，然后應(yīng)用發(fā)明原理得出一般問題的一般解， 然后將該一般解具體化為該特定問題的解。以下模型提供了設(shè)計問題解決的一般思想方法， 見圖2。2.2設(shè)計實例對于大部分消費者來說，功能多樣、自動吸塵、自動獲取能量、無需管理、造型簡約、美觀、具有裝飾效果的吸塵器比較容易受到消

7、費者的親睞。功能多樣、造型簡約、美觀、具有裝飾 效果比較容易做到， 問題是如何做到自動吸塵、自動獲取能量、無需管理。因此可以推出概念化如機器人一樣獲取太陽能或電磁場能周期性自動吸塵器。設(shè)計中存在的沖突為：1）吸塵口與功率的沖突。2）吸塵器的尺寸與濾塵袋尺寸、儲能空間的沖突?，F(xiàn)利用沖突矩陣解決該問題。首先在39個標準工程參數(shù)中選擇并確定技術(shù)沖突的二對特定參委攵。（1）質(zhì)量提高的參數(shù)：應(yīng)力與壓力（NO.12）;結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（NO.13）。帶來負面影響的參委攵:運動物體的面積（No.5）;自動化程度（No.38）。由沖突矩陣推薦的發(fā)明原理為：（1）No.10預操作，No.巧動態(tài)化，NO.36狀態(tài)變化

8、，NO.28機械系統(tǒng)的替代。（2）NO.1分割，NO.8質(zhì)量補償，NO.35參數(shù)變化。經(jīng)過分析，根據(jù)發(fā)明原理提出如下解決方法：解決沖突一：預操作，通過搏動低壓預先疏松灰塵。動態(tài)化，將吸塵器的吸塵口設(shè)計成可調(diào) 整大小。解決沖突二：分割，將濾塵袋分離成過濾袋和收集站兩部分。過濾袋小、收集站大。參數(shù)變化，在其內(nèi)部裝入一個適當大小的鋅片，通過外部數(shù)據(jù)的設(shè)定自動獲取能量（如太陽能、吸塵過程中能量的收集等），自動感知所需的操作，操作自動監(jiān)控。該吸塵器的最終概念設(shè)計方案是吸塵口可大可小的，機器人似自動操作、自動獲取能量、自動歸位、周期性作業(yè)的高級智能型吸塵器。該款吸塵器的出現(xiàn)將給人們忙碌的家庭帶來無窮的便利，你只要將它買回家，一切事情由它來辦。并且是一種極具趣味性的概念化新型產(chǎn)品， 在未來的歲月里將給吸塵器市場掀起一股新鮮力量。應(yīng)用發(fā)明原理一般間題用本化一般化特定問題0=圖3發(fā)明問題解決模型3結(jié)語文章將TRIZ理論引入到產(chǎn)品概念設(shè)計領(lǐng)域，取得了初步效果。雖