TRIZ理論在工業設計中的應用探究

王家生

TRIZ理論在工業設計中的應用探究

王家生

（沈陽建筑大學 設計藝術學院，遼寧 沈陽 110000）

探究TRIZ理論在工業設計中的應用。通過研究相關文獻，分析TRIZ理論的具體內容，結合工業設計的相關經驗，對比得出TRIZ理論與工業設計領域的交叉部分，得到了基于TRIZ理論的工業設計流程，TRIZ理論可以較好地應用于工業設計。

TRIZ理論；工業設計；產品領域；消費者

隨著技術的不斷發展和市場的不斷變革，產品的迭代速度越來越快，創新能力的重要性越來越大。消費者在這個物質充裕的時代往往因為產品“過時”而棄之不用。在工業產品領域，呆板單一的產品已經無法適應現今快速發展的時代，富有創新意味的產品才能吸引消費者的目光，因此，有必要為工業設計領域引入創新理論以使設計師更好更快地進行產品創新工作。基于此項需求，本文著重研究TRIZ理論在工業設計過程中可應用的部分，探究TRIZ理論在工業設計流程中應用的可能性。

1 TRIZ理論簡介

TRIZ理論是20世紀50年代蘇聯的阿奇舒勒通過分析研究世界各國250多萬件專利，總結出的一套發明問題解決理論。多年來，學者們對TRIZ理論進行不斷完善，至今TRIZ理論已經擁有了一套完整的理論體系。TRIZ理論曾作為蘇聯高度機密被加以保護，直到蘇聯解體，一批研究者將TRIZ帶到其他國家，該理論才開始被廣泛應用于各領域。在俄羅斯和美國，TRIZ已經作為大學內的課程教授學生。TRIZ近幾年在中國也有所研究和發展，但其普及率并不高。

TRIZ理論是一套系統的、提供解決方案的創新方法體系。因此，TRIZ理論常被用于技術創新領域。目前，一大批企業已經在利用TRIZ解決公司發展過程中遇到的難題，其中韓國三星集團在引入TRIZ理論后取得了巨大技術突破，2007年在美國申請的專利數量達世界排名第二位。在中國，TRIZ理論也逐漸引起企業的重視，其領域主要涉及機械電子等技術領域，在工業設計領域的應用較為少見，國內的學者比如余意平、楊勤[1]利用TRIZ理論構建出工業設計創新服務平臺，將TRIZ工具應用于工業設計的一些流程中，將工業設計程式化。呂忠園[2]將TRIZ理論與產品設計要求進行對比，分析TRIZ理論中對產品設計具有啟發意義的點。由此可見，TRIZ理論與工業設計的結合將產生很多的可能性。

2 工業設計內涵

國際工業設計協會聯合會在第29屆ICSID大會上公布了工業設計的新定義：工業設計是創新驅動的戰略問題解決過程，通過創新的產品、系統、服務和體驗來實現商業成功和提供更高品質的生活。由定義可以看出，工業設計者不單單是設計產品外型，而是通過運用創新思維為人們生活中的問題提供解決方案。對于企業來說，工業設計師利用多種理論和技術實現新產品的研發以及生產制造，使產品成本盡可能降低，為企業創造利益。

3 TRIZ理論在工業設計中的應用

創新能力是工業設計者最重要的能力之一，至今創意思維方法已有上百種，但它們大都沒有一個統一的體系。傳統的工業設計在創意階段一般使用這些創意思維方法如頭腦風暴法搜集靈感，這種方法的導向模糊，沒有一個標準的創意思路，偶然性較大。TRIZ理論經過多年的發展，不斷進行自我完善，已經形成一套科學的創新理論體系。TRIZ理論與工業設計的相互借鑒融合將是工業設計的一個發展方向。TRIZ擁有一些普遍適用的創新理論及方法。工業設計專業的設計方法繁雜，沒有系統性和邏輯性。TRIZ理論認為，靈感的產生不是隨機的，首先把問題構造成沖突，再利用沖突解決工具進行求解。TRIZ理論中提供的一些求解工具可作為基礎思路擴大設計者的思維廣度，縮短設計周期。對于企業的產品迭代來說，對市場的快速反應尤為重要，利用TRIZ理論中的創意工具可在短時間內幫助設計者產生合適的創意方案，為企業創造利益。TRIZ理論將創造性活動歸納為一套有體系的科學流程。使用TRIZ工具可以培養設計者形成一種科學的思維方式。

TRIZ理論體系主要包含以下幾個方面內容：①創新思維方法。TRIZ理論提供了系統的分析問題方法，比如STC算子法等。對于復雜問題，TRIZ理論提供了物質-場分析法，幫助使用者快速確認沖突所在。這些分析問題的方法幫助使用者突破思維定勢，產生更大的可能性。②技術系統進化法則。TRIZ理論中提供了8種基本的進化法則，這些法則可以幫助使用者定位產品所處的階段，并預測產品未來的發展趨勢。③技術沖突解決理論。為了對確定的技術沖突進行求解，TRIZ理論提供了40條創新原理幫助使用者尋找創新的方向。④創新問題標準解法。針對不同特征的物質-場模型，TRIZ理論分別提供有不同的模型處理方法。⑤發明問題解決算法ARIZ。針對復雜的問題、矛盾及相關部件不明確的技術系統，通過一系列邏輯過程將初始問題進行細化，確定物理沖突。⑥各學科領域建立的知識庫。基于各學科領域的數百萬項發明專利而構建的知識庫，可以幫助使用者選取合適的技術支持。本文主要對第二點和第三點與工業設計的結合進行探究。

3.1 TRIZ理論中技術系統進化法則的應用

技術系統進化法則包含8種進化模式：①S曲線進化模式。該模式為工業設計提供預測產品的進化方向。阿奇舒勒將技術系統進化模式歸納為一個S形曲線。一項創新技術在進入市場后基本上按S形的趨勢發展，直到被下一項創新技術取代。在企業進行產品研發時，可以借助S曲線進化模式判斷該產品在目前的市場中所處的階段，并判斷其發展方向，是否有更好的替代方案。②提高理想度模式。③子系統不均衡進化模式。④增加動態性和可控性進化模式。⑤向超系統進化模式。⑥子系統協調性進化模式。⑦向微觀級和增加場應用進化模式。⑧減少人工介入進化模式。這8種進化模式對于工業設計具有指導意義，在設計產品時以這8種進化模式為基本方向可以較快地提出設計方案。

結合TRIZ理論中的8種進化模式，本文提煉出對于工業設計適用的產品進化趨勢：①小型化。隨著技術的發展，笨重的機器逐漸變得小巧玲瓏。②多樣化。當今時代物資豐富，人們對于產品的要求越來越高，當市面上某類型產品外型都是由直線構成時，人們就有了對曲線外型的追求。③多功能化。隨著產品體積的縮小，產品可搭載的功能越來越多，多功能的產品更加方便人們的使用。④智能化。隨著互聯網技術的發展，產品越來越智能化，盡可能地降低人的勞動強度，為人們省出寶貴的時間。⑤人性化。產品的作用對象是人，考慮到人使用習慣的產品使人使用起來更加舒適。

3.2 TRIZ理論中技術沖突解決理論的應用

在工業產品進化過程中，常常會出現互相矛盾的需求，例如在設計一件產品時希望其功能越多越好，但同時需要其體積越小越好。針對這種情況，TRIZ理論將這種相反的需求定義為物理矛盾。TRIZ理論認為，解決矛盾沖突并提出新的理想解是推動產品進化的內在動力。因此TRIZ理論也提供了解決物理矛盾的方法，即構建矛盾矩陣。TRIZ理論提供的39個標準參數可以協助設計者歸納出具體的矛盾沖突，更快地構建出矛盾矩陣。這39個標準參數代表了沖突的兩個方面，即使系統性能改善的參數和使系統性能惡化的參數。構建好矛盾矩陣即可使用TRIZ理論提供的40條發明原理進行求解。這些原理引導了設計者提出解決方案的方向。對于矛盾不明確的情況，TRIZ提供了物質-場模型方法協助設計者解決問題。物質-場模型可以將產品系統進行細分，幫助設計者確定根本沖突所在，然后使用76個標準解快速整理出設計創意。在工業設計過程中，靈活運用這些工具可以更好更快地整理出合理的創意方案。

3.3 基于TRIZ理論的工業設計流程

在工業設計流程中引入TRIZ理論可以提升設計效率，在較短時間內完成設計方案。引入TRIZ理論的工業設計流程圖如圖1所示。

圖1 工業設計流程圖

4 結束語

在工業設計者優化設計方案時往往會遇到各種各樣的“矛盾沖突”，合理地運用TRIZ理論中的相關工具可以很好地解決這些問題。由于TRIZ理論不是專門針對工業設計而提出的理論，因此對于工業設計其基本流程依然是基礎，TRIZ理論只起到輔助功能。在工業設計流程中將TRIZ理論作為參考工具使用，能夠為設計者提供新的思路，兩者的結合能夠產生巨大的功效。

［1］余意平，楊勤.基于TRIZ理論的工業設計創新服務平臺構建研究［J］.設計，2018（7）：14-29.

［2］呂忠園.TRIZ在工業設計中的應用研究［D］.北京：中央美術學院，2012.

［3］陳敏慧，蔣艷萍，呂建秋.TRIZ國內外研究現狀、存在問題及對策研究［J］.科技管理研究，2015（1）：24-27.

［4］檀潤華.發明問題解決理論［M］.北京：科學出版社，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〕