基于TRIZ的機械產品突破性創新設想產生過程研究

楊樹成 劉尚 陳博 梁佳慧

摘 要：? 生產性企業技術和管理創新的重要載體是產品創新，產品創新是技術和管理創新的最終體現，是企業穩健發展、鍛造核心競爭力的基礎性工作。機械行業作為國民經濟發展的重要支柱和國家制造業的重要代表，其行業的不斷創新將有力支撐著國民經濟的快速發展和國家的科技水平的提升。作為專門研究創新和產品概念設計的理論，TRIZ（發明問題解決理論）為機械工程問題的解決提供獨特的工具，在機械產品研發與創新方面具有重要的價值意義。

關鍵詞：? TRIZ;機械產品;創新設計

中圖分類號：? TH122??????? ??文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.016

在科技日新月異的發展時期，技術變革和創新的周期越來越短，機械產品的技術含量在不斷提升，主要表現在機械產品的智能化程度在提升，產品研發的周期越來越短，產品創新的力度在不斷地加大。機械產品的創新有其獨特之處，通過思考、推理和驗證以及非數據的計算來開展創新活動，是創新過程的新途徑，只有不斷地實施創新活動，才能從根本上做到產品創新，才能在產品的質量、性能以及價格方面獲取不可替代的競爭優勢。TRIZ是指發明問題的解決理論，具有很強的目的性和實踐性，是一種科學化、系統化的發明工程理論，具有很強的實踐指導意義。主要針對出現的問題加以分析考慮，尋找解決問題的矛盾，研判問題歸屬于技術矛盾還是物理矛盾，再運用相應的解決方式處理掉問題。TRIZ理論和方法在機械產品創新中具有廣闊的運用價值空間。

1 TRIZ在機械產品創新中的應用

機械產品的創新是指利用設計者的創造力，借鑒相關科學技術成果進行創新性研究，最終設計出具有一定新穎性和實用性的產品過程。進行任何創新都會遇到相應的困難，在進行機械產品創新時，技術問題的解決是關鍵，因為有好的想法必須在技術條件能達到的情況下才能實現。TRIZ理論提供解決技術問題的科學原理，并指明了解決技術問題的研究對策。重視創新設計是機械產品長盛不衰的秘訣，是機械企業贏得競爭力的關鍵。

2 基于TRIZ的機械產品創新分析—以螺絲刀為例

2.1 TRIZ解決問題的流程

在遇到工程問題需要解決時，需要使用的工具可能很多，TRIZ也許只是其中的一種。采用TRIZ，第一步就是對遇到的問題進行分析，發現是否存在矛盾，可否運用原理去處理。如果問題已經清楚了，但是技術解決不了，可以運用效應去解決。第三種選擇是對創新的技術系統進行進化過程的預測。之后是評價，確定是否滿足要求。假如能滿足要求，再進行下面的設計工作，如果還不能滿足要求，就再次對問題進行分析，如此反復循環進行。

2.2 以螺絲刀為例—基于TRIZ的創新

此文以人們常用的手動螺絲刀為例，通過實際的案例來說明機械產品的改進與創新研發的方式方法。

2.2.1 根據需求和功能設計

具體就螺絲刀而言，對其有兩個要求。第一個是靈活方便;第二個是增強創意性，提升吸引力和競爭力。在分析螺絲刀操作原理和使用情況的基礎上，明確螺絲刀的功能主要是鎖緊和拆卸螺絲，然后把設計目標確定為快速有力地鎖緊或者拆卸螺絲，這樣就指明了螺絲刀的設計需求。省力省時就成為改進的工程特性。

2.2.2 建立基礎功能模塊

建立基礎功能模塊，首先選定的產品要有代表性，在功能上比較單一，然后組建這個產品的基礎性功能模塊，發揮創新思維能力給產品增加新的功能，促進新的概念設計的產生。以最為常見的螺絲刀為模式，找出各個組件之間的內在關系和功能用途，在新的設計概念指導下，考慮如何提升整個系統組件的功能與優勢。

3 創新設計產品的評估與修剪功能

在產品功能模型和組件模塊組合的時候，產品初步的創新功能已經定型，這就需要對新產品的新功能以模型來進行價值的評估修剪，解決好任意連結;連結功能與組件所能產生的問題，產品的性能與各組件的連結情況相關，產品的問題解決依靠于功能模型的等級計算，而軟件就會自動計算出其結果。

4 創新設計結果

在組合連接修剪之下所產生的新功能模型，就要認真考慮組件可否實現其預想功能，設計出更加新穎的產品。組合新的連接產生了新的功能，取代原有的功能，以機械旋轉的方式連接而成的組件，使用者在握住時要加速轉動，就容易增加力量鎖緊螺絲，充分發揮了功能模塊給新產品帶來的功能，符合了預想的設計目的。

5 結論

以生活中常見的螺絲刀為例子，用TRIZ進行產品設計，得到創新性的設計產品。經過試驗驗證，TRIZ方法的確有助于機械設計者實現產品設計創新，對產品的優化設計和創新改造提供一種新的模式和處理辦法。

機械產品創新設計能夠很好地激發設計者的想象力，在借鑒人類已有的科技成果基礎上進行創新性思維，努力使產品更具有新穎性，更具有實用性。機械類企業應該增強技術研發的力度，加快技術創新，走內涵式發展道路，推動科技成果轉化，努力實現其產品的產業化，提升我國機械行業的整體競爭力。

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