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(jìn)的吸塵鴿、多用途的附件、超強(qiáng)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(dāng)今科學(xué)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(jìn)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(fēng)機(jī)和

2、電動機(jī)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(zhǔn)設(shè)計定位，自主創(chuàng)新，運(yùn)用 TRIZTRIZ 理論指導(dǎo)吸塵器的創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)計出符合消費(fèi)者需求并具有市場競爭力的吸塵器產(chǎn)品。1.31.3 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 2 種物質(zhì)和一種場，即一種功能和由 2 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 TRIZTRIZ 的工具之一。物質(zhì)場分析模型1.41.4 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(fēng)機(jī)和電動機(jī)的安裝方式以及功率體量的大小，分為以下幾種：1

3、1）立式吸塵器。又稱直立式戴手推式，從下至上依次安放濾塵袋，風(fēng)機(jī)和電機(jī)，吸塵量大。2 2）臥式吸塵器。從前至后依次安放濾塵袋，風(fēng)機(jī)和電機(jī)，吸塵量較大。3 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 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(jìn)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(jìn)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?，F(xiàn)在就用確立理想解的 5 5 個步驟分析該問題并提出理想解：（1 1）設(shè)

4、計的最終目的是什么？清除室內(nèi)灰塵。（2 2）理想解是什么？自主獲取能量的機(jī)器人節(jié)能型吸塵器（無需人的管理）。（3 3）達(dá)到理想解的障礙是什么？技術(shù)不夠成熟。（4 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 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(jī)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 2。其中：F F 為電能和機(jī)械能；51.151.1 為灰塵；51.251.2 為噪聲和耗能；5252 為吸塵器、吸塵器與使用環(huán)境的物質(zhì)一場模型。通過

5、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 2 沖突解決原理G.S.AltshulerG.S.Altshuler 將有利于 TRIZTRIZ 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 J 陛相反的特性。技術(shù)沖突是指一個作用同時導(dǎo)致有用及有害 2 2 種結(jié)果，也指有價值作用的引入 J J或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個或幾

6、個子系統(tǒng)之間的沖突。通過對 250250 萬件專利的詳細(xì)研究，TRIZTRIZ 理論提出用 3939 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 3939 個工程參數(shù)中的 2 2 個來表示。目的是把實際工程設(shè)計中的沖突轉(zhuǎn)化為一般的戴標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)沖突。同時，該理論還提出了 4040 條發(fā)明原理，用以指導(dǎo)沖突的解決和產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計。2.12.1 沖突矩陣3939 個工程參數(shù)描述了設(shè)計問題的問題空間，而 4040 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(jìn)行一般化處理得到一般問題，然后應(yīng)

7、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。2.22.2 設(shè)計實例對于大部分消費(fèi)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費(fèi)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(jī)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 1）吸塵口與功率的沖突。2 2）吸塵器的尺寸與濾塵袋尺寸、儲能空間的沖突。現(xiàn)利用沖突矩陣解決該問題。首先在 3939 個標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)

8、中選擇并確定技術(shù)沖突的二對特定參數(shù)。（1 1）質(zhì)量提高的參數(shù)：應(yīng)力與壓力（NO.12NO.12）; ;結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（NO.13NO.13）。（2 2）帶來負(fù)面影響的參數(shù):運(yùn)動物體的面積（No.5No.5）; ;自動化程度（No.38No.38）。由沖突矩陣推薦的發(fā)明原理為：（：（1 1）No.10No.10 預(yù)操作，No.No.巧動態(tài)化，NO.36NO.36 狀態(tài)變化，NO.28NO.28機(jī)械系統(tǒng)的替代。（2 2）NO.1NO.1 分割，NO.8NO.8 質(zhì)量補(bǔ)償，NO.35NO.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(yù)操作，通過搏動低壓預(yù)先疏松灰塵。動態(tài)化，將吸塵

9、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(dāng)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(jī)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。3 3 結(jié)語文章將 TRIZTRIZ 理論引入到產(chǎn)品概念設(shè)計領(lǐng)域，取得了初步效果。雖然 TRIZTRIZ