基于TRIZ的产品概念设计研究

【摘要】概念设计是产品设计的重要阶段，产品创新的核心是概念设计，而TRIZ是一种解决发明创造的方法学，将二者结合易于更迅速有效地产品创新。介绍TRIZ和概念设计的基本概念，分析研究TRIZ的工具与方法，完善基于TRIZ理论的概念设计过程模型。

【关键词】TRIZ 概念设计 产品创新

引言

产品创新是企业取得市场主动权的重要手段，概念设计是产品创新的重要阶段。产品设计方案是否具有创新性取决于概念设计阶段创新性设计理论的运用。

1 TRlZ

1.1 概念

即发明问题解决理论。由前苏联专家GS.Alshuler等人在探究世界数万件专利基础上，提出的一套创新设计理论。是一种基于知识的、面向人的发明问题解决系统化的方法学。

1.2 内容

（1）产品进化理论：是TRIZ理论的重要分支，主要研究产品技术成熟度、产品进化模式、进化定律和进化路线等内容。（2）分析问题的工具：是解决问题的重要阶段，包括产品功能分析、理想解分析、资源分析及矛盾冲突分析。（3）冲突的解决原理：发明问题的核心是解决冲突，TRIZ将冲突分为物理冲突和技术冲突。为解决特定冲突，用39个工程参数描述冲突，将实际工程中的冲突转变为一般技术冲突，对应40条发明原理解决技术冲突并进行设计创新；也可利用四大分离原理解决物理冲突。这些冲突解决原理为创新产品的设计概念提供新出路。（4）物质―场分析：由于产品是功能的实现，每种功能都由两种物质一种场所组成，故可用物质―场分析产品的功能。再根据不同情况运用76个标准解将待定的标准解变成特点解。（5）效应原理：是TRIZ基于知识的问题解决工具，对特定输入产生特定效应。（6）发明问题解决算法：采用系统的逻辑过程逐步将初始问题程式化，在未确定真正冲突前，不断对问题进行细化，寻求冲突与理想解的程式化。

1.3 发展趋势

我国学者对TRIZ的研究始于20世纪90年代初，近年TRlZ逐步引起关注，对TRIZ原理、工具等方面进行分析研究。TRIZ与多种设计理论的集成已成为该领域重要研究方向。

2 概念设计

2.1 概念

概念设计定义为：“在确定任务之后，通过抽象化拟定功能结构，寻求适当的作用原理和其组合，确定基本求解途径，并得出相关方案，这部分的设计工作称之为概念设计。”

2.2 过程

（1）需求分析：顾客需求的满足是概念设计的最终目标，分析顾客的声音，为概念设计中产品的功能结构和技术特性的完善奠定基础。（2）功能设计：将产品概念从抽象到具体、深入有序地分析产品的功能结构，分析功能间的相互关系，结合相关原理，进行功能的构思和设计。（3）方案评价与优选：概念设计阶段方案的评价与优选对后续设计阶段起着决定性的作用，依据相关评价属性和准则，建立系统的评价优选体系。

2.3 特点

创新性、多样性、层次性是概念设计的三大特点。（1）创新性：创新是设计的灵魂，概念设计阶段的核心就是创新，决定着产品未来的设计的水平和发展方向。（2）多样性：概念设计阶段涉及的知识领域及实现功能的设计原理、设计思路、设计方案均具有多样性。（3）层次性：概念设计过程具有从抽象到具体的层次性。

3 基于TRIZ的概念设计过程模型构建

基于TRIZ的概念设计过程模型分为有冲突和无冲突两类：（1）有冲突：特定产品的顾客需求、功能结构分析一发现并确定冲突（技术冲突、物理冲突）一标准化冲突TRIZ标准解解决冲突TRIZ通用解领域解。（2）无冲突：特点产品的顾客需求、功能结构分析未发现并确定冲突重新对产品界定分析。

通过对特定产品的顾客需求分析了解顾客的声音，以顾客需求为导向，对产品功能结构从抽象到具体地分析研究，将TRIZ通用解转变为一般解，再将其具体化为特定问题的解；若未发现冲突，再重新对产品各方面进行界定分析。

结语

创新是企业生存和发展的法宝。TRIZ作为一种创新问题的解决理论，为产品概念设计阶段提供理论支持。将TRIZ与概念设计结合，对于满足顾客需求、预测产品未来发展趋势、缩短产品研发周期、提高产品创新成功率具有重要的现实意义。

参考文献

[1]檀润华.创新设计-TRIZ：发明问题解决理论[H].机械工业出版社，2002.

[2]乐万德，王可，陆长德等.基于TRIZ的产品概念设计研究[J].机械科学与技术，2003，22（4）：531-534.

[3]刘晓敏，檀润华，姚立纲.产品创新概念设计集成过程模型应用研究木[J].机械工程学报，2008，1（9）.