基于TRIZ的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計研究及軟件開發(fā)

張玉靜 呂震宇

摘 要：企業(yè)想要獲得持續(xù)有效的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新是必不可少的，目前，應(yīng)用比較廣泛的創(chuàng)新方法是發(fā)明問題解決理論（TRIZ），該理論的應(yīng)用有效的結(jié)合了設(shè)計理論和方法，將設(shè)計的過程更加詳細(xì)的展示出來，達(dá)到了減少設(shè)計時間的目的，提高了產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的效率。本文重點(diǎn)探討了在此理論背景下產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的分析和軟件部分的開發(fā)情況。

關(guān)鍵詞：TRIZ;產(chǎn)品創(chuàng)新;產(chǎn)品設(shè)計研發(fā);軟件開發(fā)

1 緒論

計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，也使得產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計變得智能化和現(xiàn)代化，尤其表現(xiàn)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計上，這對于社會和國家的發(fā)展具有重要的意義。產(chǎn)品的創(chuàng)新可以為企業(yè)的發(fā)展帶來更多的經(jīng)濟(jì)收益，并且具有一定的市場價值。所以，在企業(yè)的發(fā)展中，創(chuàng)新設(shè)計方面的研發(fā)是非常關(guān)鍵的階段。本文在闡述了TRIZ理論以及技術(shù)進(jìn)化理論，在此理論的基礎(chǔ)上，以扳手技術(shù)創(chuàng)新作為案例進(jìn)行分析，對扳手的進(jìn)化模式以及路線進(jìn)行分析和選擇，從中分析出扳手的結(jié)構(gòu)是不是需要進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，進(jìn)而獲得優(yōu)化后的扳手。

2 TRIZ理論及技術(shù)進(jìn)化理論概述

2.1 TRIZ的定義及原理

TRIZ是建立在知識和面向發(fā)明人的系統(tǒng)性的一種方法學(xué)。其包含三個方面的方法：知識的方法、面向人的方法以及系統(tǒng)化的方法。TRIZ在產(chǎn)品的新設(shè)計以及設(shè)計的初始階段可以幫助設(shè)計者提供產(chǎn)品設(shè)計的過程模型、工具以及方法，涉及的內(nèi)容包括產(chǎn)品進(jìn)化論、沖突解決、物質(zhì)-場分析等等。TRIZ的基本原理涉及到三個方面：第一，企業(yè)以及科學(xué)技術(shù)中所出現(xiàn)的問題及解決辦法總是重復(fù)出現(xiàn);第二，兩者的發(fā)展變化也是重復(fù)的;第三，高校的創(chuàng)新性活動不屬于專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)知識。

2.2 TRIZ解決問題的流程

一般情況下，對待工程的問題，TRIZ的使用率是比較高的，想要更好的應(yīng)用TRIZ，這就需要更加明確其解決問題的流程，其應(yīng)用的步驟主要有以下幾個：（1）分析定的問題;（2）分析后一旦發(fā)現(xiàn)有沖突，需要利用原理解決，一旦問題明確但是不知應(yīng)該怎樣解決，需要利用效應(yīng)解決;（3）預(yù)測創(chuàng)新技術(shù)系統(tǒng)過程，明確進(jìn)化的模式，選擇進(jìn)化的路線;（4）形成解決問題的原理解;（5）評價該原理是不是可以滿足實(shí)際的需求，可以不可以解決問題，假如能夠滿足，就可以實(shí)施后邊的設(shè)計任務(wù)，假如不能夠滿足，那么就需要繼續(xù)分析分析和后面的步驟。

2.3 技術(shù)進(jìn)化理論

TRIZ中的技術(shù)進(jìn)化理論，是以世界專利庫中的數(shù)據(jù)新型作為分析的基礎(chǔ)，并發(fā)現(xiàn)以及明確產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)上進(jìn)化的未來發(fā)展方向，也就是技術(shù)進(jìn)化模式和進(jìn)化路線。首先是產(chǎn)品的技術(shù)預(yù)測，技術(shù)預(yù)測的作用主要是可以達(dá)到增加企業(yè)決策的質(zhì)量，對技術(shù)的性能、進(jìn)步、替代以及成功率等方面的預(yù)測，預(yù)測的方法一般有：探索型的預(yù)測方法、規(guī)范型的預(yù)測方法以及邏輯性的預(yù)測方法。其次是技術(shù)進(jìn)化理論，該理論是利用世界專利庫的分析，發(fā)現(xiàn)并明確技術(shù)結(jié)構(gòu)上存在的發(fā)展趨勢，該理論可以很好的指導(dǎo)產(chǎn)品的創(chuàng)新新技術(shù)的設(shè)計和發(fā)展，其進(jìn)化周期分為嬰兒時期、成長時期、成熟時期以及退出時期。

3 基于TRIZ的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計及軟件開發(fā)案例分析

在機(jī)械制造業(yè)中，扳手是必備的工具，扳手的種類比較多，在發(fā)展的進(jìn)化過程中，應(yīng)該向那個方面發(fā)展是重點(diǎn)分析的問題，本文在基于RTIZ理論和軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析和闡述。

3.1 進(jìn)化模式及路線

根據(jù)軟件系統(tǒng)，對扳手的技術(shù)進(jìn)化模式和路線為：

（1）模式1：進(jìn)化方向?yàn)槔硐牖桨l(fā)展，路線：內(nèi)部添加-外部添加-環(huán)境中添加-物體間添加;

（2）模式2：技術(shù)系統(tǒng)集成化進(jìn)而簡化，路線：單系統(tǒng)-雙系統(tǒng)-三系統(tǒng)-多系統(tǒng);

（3）模式3：添加動態(tài)和可控制性，路線：剛性體-一個鉸接-多個鉸接-彈性體-分析結(jié)構(gòu)（包括氣體和液體）-場;

（4）模式：添加自動化，降低人工操作，路線：人-人工操作（手工）-人工操作（動力）-人工操作（半自動）-人工操作（自動化）-全自動化工具;

（5）模式：宏觀系統(tǒng)發(fā)展為微觀系統(tǒng)，路線：大規(guī)模-小規(guī)模;

（6）模式：向系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)模式進(jìn)化，路線：零維-一維-二維-三維。

3.2 扳手的進(jìn)化潛能

根據(jù)本次設(shè)計的分析得出：扳手進(jìn)化潛能方向?yàn)槟Ｊ?。依照軟件系統(tǒng)的進(jìn)化模塊的增加動態(tài)性路線。軟件系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計出扳手（一個鉸接）。

當(dāng)增加了縱向手柄后，其占據(jù)的空間比較大，是不方便攜帶或者是儲存，那么為了解決這個問題，這就需要采用軟件矛盾矩陣模塊。解決的方案主要為：手柄臨近橫向工作場所的時候，縱向手柄可以將其進(jìn)行折疊，之后再放到橫向手柄上，同時通過橫向手柄擰緊或者是松開螺母，當(dāng)手柄需要旋轉(zhuǎn)到臨近縱向時，則可以將縱向的手柄實(shí)施打開，通過縱向手柄把螺母擰緊或者是松開，之后就可以獲得優(yōu)化和創(chuàng)新之后的扳手。

在分析了目前扳手在各個模式以及路線下的情況為基礎(chǔ)，依照產(chǎn)品進(jìn)化的現(xiàn)狀，進(jìn)而預(yù)測出扳手是不是需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以及發(fā)展的方向，并聯(lián)系軟件對模式和路線的解釋，實(shí)施扳手結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中，技術(shù)沖突問題的解決方案是矛盾矩陣模塊，之后獲得了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的扳手。

4 結(jié)語

在我國的機(jī)械制造企業(yè)中，TRIZ理論及技術(shù)進(jìn)化理論的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的，本次重點(diǎn)對技術(shù)進(jìn)化理論進(jìn)行了分析和研究，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計和開發(fā)出了基于TRIZ的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，在介紹了TRIZ理論基本原理的基礎(chǔ)上，描述了TRIZ解決問題的具體流程，同時對技術(shù)進(jìn)化理論進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)際的案例應(yīng)用，整理出多種技術(shù)進(jìn)化模式和路線，并進(jìn)行深入的分析，并預(yù)測出扳手的進(jìn)化過程和發(fā)展趨勢，并獲得了扳手的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，證明了TRIZ理論及軟件系統(tǒng)的高效及實(shí)用性。

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