萃智理論、QFD、田口方法在產品設計中的應用

何紹川　楊艷芳　蔣燕剛

摘要：現代社會中，人們對產品功能要求不斷增多，設計人員在工作中不斷面臨新的問題、迎接新的挑戰。萃智理論（TRIZ）、質量功能展開（QFD）、田口方法都是在產品設計中需要使用的先進工具。QFD就是從產品的功能需求出發，找出設計的關鍵，萃智理論就是如何解決這些設計關鍵的有效方法，田口方法就是如何將概念設計轉換為客戶需求的產品。三者有機結合，優勢互補，從而實現產品設計的創新。

關鍵詞：發明問題解決理論；質量功能展開；六西格瑪設計；田口方法

中圖分類號：TH218 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0044-02

1 萃智理論（TRIZ）

萃智理論是前蘇聯發明專家阿奇舒勒窮其畢生精力研究、完善和發明的。TRIZ理論是在現有科學技術基礎上、面向技術工程師的創新問題的解決工具，擁有一套由創新工具組成的創新發明解決體系。只要對TRIZ理論深刻理解，就能很好地解決工作中的各種難題。

萃智理論的核心思想主要在以下三個方面體現：一是在工作中不論是一個單獨的零件，還是相對較難的攻關課題，其問題的解決都不是偶然的，它的內在解決方法都是有章可循的；二是一個問題解決思路或方法在其他領域的重復應用；三是紛繁復雜的技術解決系統的無序性和離散性問題可以通過TRIZ理論來解決。

萃智理論的基本特征：TRIZ理論能夠幫助工程技術人員發現設計工作的內在聯系，既不局限固有思維，也不局限現有的已掌握的知識，TRIZ獨有的方法和高效的解決新問題的工具使工程技術人員的設計效率大大提升。“你可以等待幾十年獲得頓悟，也可以用TRIZ理論用10分鐘解決各種設計難題。”這句話準確而客觀地概括了萃智理論的在產品設計中的神奇功效：我們習慣從某個角度看問題，但萃智理論能夠幫助工程技術人員突破傳統視角，從不同角度找到問題的解決辦法。

萃智理論的主要內容：技術系統進化法則、最終理想解、40個發明原理、物理矛盾和分離原理、39個通用工程參數和阿奇舒勒矛盾矩陣、物-場模型分析、發明問題的76個標準解決方法、發明問題解決算法、科學和技術效應數據庫。

推薦萃智理論的緣由：TRIZ理論具有現實的指導意義，它能夠幫助工程技術人員解決產品設計中的各種難題，有效運用先進的設計工具，消除工程師在產品設計中的困惑：

（1）技術創新離不開企業發展，而企業的發展離不開工程技術人員的努力，TRIZ理論的全面應用，能夠堅定工程師在設計工作中的信心，采取切實的行動，解決設計難題；（2）全面揭示工程技術人員在產品設計中的客觀規律，借助科學、高效、實用的設計工具，解決設計工作中的各種矛盾，最終獲得問題的解決辦法；（3）能夠幫助工程技術人員打開產品設計中所遇到問題的神秘面紗，確保工程設計人員的工作能夠務實，進而使工程設計人員的設計質量才能有所突破；（4）能夠幫助工程師在設計工作中發現問題的關鍵所在，針對關鍵問題提出有針對性的解決方案，提高效率，確保問題快速解決；（5）新品開發的4個階段：幼年期、快速發展期、成熟期和衰退期，新技術、新產品，工程技術都應該盡快推進到它的成熟期，這是現代企業和工程設計的使命；（6）工程技術人員可以自覺實施自己的創新設計，使用創新的方法和技巧，實現工程技術人員的自主設計；（7）TRIZ理論能夠有效指導工程技術人員的設計方向，開闊工程技術人員的視野，擺脫傳統思維的限制，提高新技術、新工藝開發效率和質量；（8）現代企業需要的是有創造精神的人才，只有培養出高技能的技術人才，才能打造一個高質量的創新團隊。

2 TRIZ、QFD、DOE聯合應用

在六西格瑪設計中，如何將顧客的需求轉化為可量化的設計特性是一個良好的設計所必須具備的重要特征，質量功能展開（QFD）可以解決做什么的問題，發明問題解決理論（TRIZ）可以解決怎么做的問題，實驗設計（DOE包括經典實驗設計和田口方法）可以解決具體怎么做的問題，將三者進行有機的集成，為六西格瑪設計提供強有力的集成化支持工具。

六西格瑪設計就是運用科學的設計方法，準確分析客戶圖紙，把握產品的功能需求，對新產品、新工藝進行正確設計，確保產品在滿足功能的前提下實現它的目標成本，同時設計人員要有前瞻性，要保證產品在客戶有新的要求下能夠滿足。準確理解六西格瑪設計能夠幫助工程設計人員設計出高質量的產品，滿足不同客戶的需求，同時提高設計效率，降低成本，實現客戶與企業雙贏。

質量功能展開（QFD）是一種科學的解決客戶需求的有效工具，它應用于產品設計的各個階段，幫助工程設計人員正確理解客戶的需求，確保新產品在整個壽命周期內，客戶的需求能夠被正確解讀，同時避免不必要的多余的功能浪費技術人員過多的精力。

新產品、新技術、新工藝離不開必要的實驗設計，實驗設計DOE就是以相關數學理論為基礎，針對客戶的特定需求設計合理的實驗方案，并對實驗數據進行分析、總結，確保產品設計滿足功能需求。

一個優秀的產品設計需要現場實施才能轉化為客戶需求的產品，其中質量控制必不可少，這就必然涉及到線內和線外質量控制，田口理論的線外質量控制，即設計質量尤為重要，包括系統設計、參數設計、容差設計，其中參數設計是重點。在產品的整個壽命周期內設計質量決定著產品的成本目標和質量目標能否實現，同時線內質量控制即生產現場的質量控制也不容小覷。只有兩者的有機結合，才能實現新品的設計目標。

QFD、TRIZ理論、田口方法能夠有效地指導工程技術人員的設計工作，但它們發揮的作用各有不同，它們的聯合應用，為產品設計人員提供了有力工具。QFD的應用，可使新品設計在最大限度上滿足顧客需求，但它無法向工程設計人員提供解決產品設計問題的具體方法，而TRIZ理論的應用，為設計人員提供了解決問題的方法，很好地解決了QFD遇到的難題，二者互為補充，使工程設計人員遇到的難題迎刃而解。但它們也存在缺陷，在產品設計過程中參數選擇也是一個難題，而參數設計是DOE的核心，是對QFD和TRIZ的有力補充，同時DOE存在的不足也能通過QFD和TRIZ來彌補。

3 結語

萃智理論、QFD、田口方法的聯合應用，拓寬了工程技術人員的思路，開闊了他們的視野，提供了解決問題的方法，通過工程技術人員的智慧和不懈鉆研，開發出全面滿足顧客需求的具有競爭力的產品，為企業的產品質量改進和新品研發做出自己的貢獻。

參考文獻

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