創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例

1、基于TRIZ理論的家用吸塵器概念設(shè)計(jì)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(jì)與卓越的科技，令家居清潔工作倍添輕松、快捷，并滿(mǎn)足您對(duì)每一項(xiàng)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(wú)微不至，令全屋顯得干凈無(wú)暇。在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的形式下，人們對(duì)生活有了更新的追求。隨著我國(guó)城市化的加劇，人們生活節(jié)奏的加快， 因此，越來(lái)越多的新產(chǎn)品進(jìn)入到人們的日常生活，取代了越來(lái)越多的人力勞動(dòng)。吸塵器將要成為我國(guó)每一個(gè)家庭的必需品，它給許多忙碌的人們帶來(lái)了無(wú)窮的便利。吸塵器是一種利用風(fēng)機(jī)和

2、電動(dòng)機(jī)的裝置清除室內(nèi)灰塵的一種家用電器。長(zhǎng)期以來(lái)，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(jì)定位，自主創(chuàng)新，運(yùn)用 TRIZ理論指導(dǎo)吸塵器的創(chuàng)新 設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合消費(fèi)者需求并具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的吸塵器產(chǎn)品。1.3物質(zhì)-場(chǎng)分析物質(zhì)-場(chǎng)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(chǎng)，即一種功能和由2種物質(zhì)及一種場(chǎng)的三元件組成。 產(chǎn)品是功能的一種實(shí)現(xiàn)，因此，可用物質(zhì)一場(chǎng)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(chǎng)分析模型1.4設(shè)計(jì)實(shí)例目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的吸塵器按照吸塵器內(nèi)風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)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(chēng)直立式戴手推式，從下至上依次安放濾

3、塵袋，風(fēng)機(jī)和電機(jī)，吸塵量大。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）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(jiǎn)單，使用靈活，多用干電池作電源。 由此看出吸塵器由低級(jí)向高級(jí)的進(jìn)化過(guò)程，高級(jí)別解的產(chǎn)生需要更多的知識(shí)。隨著人們生活節(jié)奏的加快，為了給自己一個(gè)清潔的居住環(huán)境，吸塵器將受到千家萬(wàn)戶(hù)的親睞。我們應(yīng)該看到這樣的上升勢(shì)頭，對(duì)吸塵器進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，以更新更高級(jí)的解創(chuàng)造出更多的市場(chǎng)空間。現(xiàn)在就用確立理想解的5個(gè)步驟分析該問(wèn)題并提出理想解： 設(shè)計(jì)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(jī)器人節(jié)能型

4、吸塵器（無(wú)需人的管理）。（3）達(dá)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(kāi)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(yáng)能、電磁場(chǎng)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(yáng)能或電磁場(chǎng)能。對(duì)于現(xiàn)有吸塵器可以通過(guò)物質(zhì)一場(chǎng)分析模型見(jiàn)圖2。其中：F為電能和機(jī)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(chǎng)模型。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的正確分析， 直接得出了一個(gè)理想解，提出了家用吸塵器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念和構(gòu)思。但是，并不是所有的問(wèn)題都可以直接得出理想解。在不少

5、問(wèn)題的分析過(guò)程中，常常會(huì)遇到許多矛盾和沖突。這時(shí)，可以通過(guò)沖突矩陣選擇發(fā)明原理，以解決沖突，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。2沖突解決原理G.S.Altshuler將有利于TRIZ解決發(fā)明問(wèn)題的沖突分為兩類(lèi) ：物理沖突和技術(shù)沖突。物理沖 突是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時(shí)出現(xiàn)了與該特 J陛相反的特性。技術(shù)沖突是指一個(gè)作用同時(shí)導(dǎo)致有用及有害2種結(jié)果，也指有價(jià)值作用的引入 J或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)之間的沖突。通過(guò)對(duì)250萬(wàn)件專(zhuān)利的詳細(xì)研究，TRIZ理論提出用39個(gè)通用工程參數(shù)描述沖突。實(shí)際應(yīng)用中，要把組成沖突的雙方內(nèi)部性 能用該39個(gè)工程參數(shù)中的2個(gè)來(lái)表示。目的是把實(shí)際工程

6、設(shè)計(jì)中的沖突轉(zhuǎn)化為一般的戴標(biāo) 準(zhǔn)的技術(shù)沖突。同時(shí)，該理論還提出了40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(jì)。2.1沖突矩陣39個(gè)工程參數(shù)描述了設(shè)計(jì)問(wèn)題的問(wèn)題空間，而 40條發(fā)明原理則描述了設(shè)計(jì)問(wèn)題的解空間。 為了得到問(wèn)題的解，須建立問(wèn)題空間與解空間之間的映射關(guān)系，這個(gè)映射關(guān)系就是沖突矩陣。首先對(duì)特定問(wèn)題進(jìn)行一般化處理得到一般問(wèn)題，然后應(yīng)用發(fā)明原理得出一般問(wèn)題的一般解， 然后將該一般解具體化為該特定問(wèn)題的解。以下模型提供了設(shè)計(jì)問(wèn)題解決的一般思想方法， 見(jiàn)圖2。2.2設(shè)計(jì)實(shí)例對(duì)于大部分消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，功能多樣、自動(dòng)吸塵、自動(dòng)獲取能量、無(wú)需管理、造型簡(jiǎn)約、美觀、具有裝飾效果的吸塵器比較容易受到消

7、費(fèi)者的親睞。功能多樣、造型簡(jiǎn)約、美觀、具有裝飾 效果比較容易做到， 問(wèn)題是如何做到自動(dòng)吸塵、自動(dòng)獲取能量、無(wú)需管理。因此可以推出概念化如機(jī)器人一樣獲取太陽(yáng)能或電磁場(chǎng)能周期性自動(dòng)吸塵器。設(shè)計(jì)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(chǔ)能空間的沖突?，F(xiàn)利用沖突矩陣解決該問(wèn)題。首先在39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)中選擇并確定技術(shù)沖突的二對(duì)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(lái)負(fù)面影響的參委攵:運(yùn)動(dòng)物體的面積（No.5）;自動(dòng)化程度（No.38）。由沖突矩陣推薦的發(fā)明原理為：（1）No.10預(yù)操作，No.巧動(dòng)態(tài)化，NO.36狀態(tài)變化

8、，NO.28機(jī)械系統(tǒng)的替代。（2）NO.1分割，NO.8質(zhì)量補(bǔ)償，NO.35參數(shù)變化。經(jīng)過(guò)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(guò)搏動(dòng)低壓預(yù)先疏松灰塵。動(dòng)態(tài)化，將吸塵器的吸塵口設(shè)計(jì)成可調(diào) 整大小。解決沖突二：分割，將濾塵袋分離成過(guò)濾袋和收集站兩部分。過(guò)濾袋小、收集站大。參數(shù)變化，在其內(nèi)部裝入一個(gè)適當(dāng)大小的鋅片，通過(guò)外部數(shù)據(jù)的設(shè)定自動(dòng)獲取能量（如太陽(yáng)能、吸塵過(guò)程中能量的收集等），自動(dòng)感知所需的操作，操作自動(dòng)監(jiān)控。該吸塵器的最終概念設(shè)計(jì)方案是吸塵口可大可小的，機(jī)器人似自動(dòng)操作、自動(dòng)獲取能量、自動(dòng)歸位、周期性作業(yè)的高級(jí)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(lái)無(wú)窮的便利，你只要將它買(mǎi)回家，一切事情由它來(lái)辦。并且是一種極具趣味性的概念化新型產(chǎn)品， 在未來(lái)的歲月里將給吸塵器市場(chǎng)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(wèn)題0=圖3發(fā)明問(wèn)題解決模型3結(jié)語(yǔ)文章將TRIZ理論引入到產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域，取得了初步效果。雖