基于TRIZ理論的腕表發展分析

王博+趙新軍

一、引言

無時無刻時間不在流逝，無論是普通白領、商務人士、高官首腦都需要明確掌握正確的時間，而腕表成為了不二之選。腕表作為人們日常生活隨處可見的時間確定工具，隨著時代的變化，科技的發展，人們需求的日益增長，也逐漸從單一的時間顯示器進化出了各式各樣的功能樣式。腕表的功能漸漸延伸到娛樂、裝飾、定位、彰顯身份上。現如今的腕表樣式個性突出，功能多樣全面，材質色彩更是豐富，但是腕表還是面臨著交互不清，外形單一等諸多問題。所以，以研究腕表的發展過程來總結出腕表的發展規律，預測出今后腕表的發展趨勢方向，對于腕表的改良設計或者創新設計來說尤為重要。

二、腕表的前世今生

在腕表出現之前人們的計時工具大多歸于利用自然事物，早在中國的周朝，人們就利用日晷來計時；到了公元前1100年左右，埃及成為沙漏計時工具的最大出口國家，這或許也和埃及是沙漠國家有一定關系；隨著時代的進步，公元1207年在意大利出現了最早的機械鐘，這改變了人們之前對計時原理的認識，這一改變是計時工具原理上的時代性改變；而在1336年，意大利米蘭第一個教堂的公共鐘樓的修建，使得機械時鐘走進了大多數人們的眼中；在1510年的德國，亨萊思發明了發條，并且將第一個發條應用到了計時工具上，制作了第一個懷表，這使得體積一直非常大的鐘表變得小巧起來，也開啟了機械表的發展之路。真正意義上的腕表的想法是1806年法蘭西王國皇帝拿破侖提出來的，他希望做出一個手鐲一樣的表來取悅他的王妃，于是第一個真正意義上的手表就這樣出現了。

1.機械腕表的崛起

第一塊機械腕表出現以來，機械腕表的統治時間相當長。起初，人們只是將第一塊機械腕表（手鐲式）視為一款女性的首飾附屬計時工具，并沒有發現它真正的實用價值。同一時代的男人們大多使用懷表來彰顯身份。腕表真正被重視起來是在第一次世界大戰時期，德軍軍方發現，懷表已經不能適應作戰軍人的需要，腕表的生產成為大勢所趨。1926年，勞力士表廠制成了完全防水的腕表表殼，獲得了專利并命名為oyster（圖1 a），

第二年，英國女士Mercedes Gleitze佩戴這款腕表橫渡英倫海峽。這一壯舉也成為腕表設計的歷史性重要轉折。從此，越來越多的設計技術得以應用到腕表上，成為了真正意義上的手腕上的計時工具，懷表也漸漸遠離了人們的視線。

如今，世界知名腕表公司大多是在20世紀初嶄露頭角的，例如勞力士（ROLEX）公司的前身 wilsdorf&davis在20世紀初推出的銀制紳士表與淑女表受到了極大的歡迎，由此，各家鐘表公司開始競相研制開發腕表。1926年勞力士公司推出oyster手表后，浪琴（LONGINES）腕表公司不甘示弱，其研制的精密航空鐘與美國飛行家林德伯格一起飛渡大西洋后名聲大振，隨后在1929年推出帶有秒表功能的腕表CHRONOGRAPH （圖1 b）。

隨著科技的發展，人們對于手表計時精密的要求、功能多樣的需求日益顯現。在20世紀20年代至20世紀60年代，機械表功能的發展大踏步前進，越來越多的先進功能應用到機械腕表上，有一塊做工精細，功能多樣的機械腕表也成為了成功人士的標志，機械腕表也逐漸成為了身份的象征。

2.石英表“后起之秀”的氣勢

在機械表“統治”的20世紀上半葉，隨著電子科技的發展，日本電子技術的崛起，第一塊石英表（圖1 c）于1969年在日本問世。

石英表不同于機械表的發條傳動工作原理，石英表顧名思義應用了石英晶體的穩頻特性，采用諧振頻率為32768HZ的石英晶體穩頻，振蕩電路產生32768HZ的脈沖信號，經過15次分頻，得秒信號，推動單相步進電機，經齒輪傳動系統，帶動時針，分針，秒針，顯示時間。石英表因應用了體積更小的電子元件，使得手表的體積進一步減小，更加方便佩戴。

石英表的出現是跨時代的，它打破了腕表原有的固定傳動原理，為之后腕表的創新設計與改進設計打開了更大的空間，提供了更多的選擇。

在指針式石英表問世之后，隨著液晶時代的來臨，數字顯示的腕表 （圖1d） 出現在人們的視野當中，第一塊數字顯示的石英表在瑞士被最先研制出來，數字顯示石英表拋棄了原有腕表表針的顯示方式，應用簡單易懂的阿拉伯數字顯示，減少了人們使用腕表時的注意負荷，使得腕表更加親民，兒童腕表也隨之產生。

石英表問世以來，針對腕表的設計與創新一直在不斷的發展進化。針對腕表的計時原理，腕表材料，腕表功能，腕表的外觀等各個方面都進行著持續的研究與創新。

3.個性引領的腕表時代

當下腕表行業大致可分為四大類：①彰顯身份的精工機械腕表； ②功能多樣的戶外石英電子表； ③色彩斑斕個性鮮明的時尚裝飾表； ④高科技的產物微型手表。

隨著科技的不斷發展，人們對于美越來越追求，越來越多的個性化腕表如雨后春筍般出現在腕表市場上。個性腕表往往采用鮮活的色彩搭配，科技感十足的材料以及打破常規的表盤顯示方式和時間顯示方式。個性化腕表備受年輕人的追捧與喜愛，無論是獨特顯示方式的圓點腕表、漩渦腕表，還是寓意深遠的手銬腕表、電子沙漏腕表，都是非常有特色的腕表產品。當今的腕表無論是使用的材料，表盤的樣式，顯示時間的方式都不再局限于以往腕表制造時所使用的的材料與方式。更多的材料，更多的科技被應用到如今的腕表上。

在講究科技，講究創新的時代，越來越多樣式，款類的腕表出現，同時也有更多的腕表退出人們的視線。腕表的設計與創新在科技飛速發展的今天必將迎來更大的飛躍，各類腕表的雷達分析圖見圖2所示。

三、基于TRIZ原理的腕表發展分析

在腕表的發展歷程中，為了與突飛猛進的科學技術相結合，滿足消費人群的需求，應對新材料，新科技的產生與引入，不單單是腕表設計師在設計手表，各行各業，各個領域的人才都對腕表的設計貢獻了自己的力量。

腕表在顯示的方式、表盤的布置上體現了分離原理，具體還可分為時間分離原理與空間分割原理。腕表出現以來，腕表的顯示方式經歷了以下兩個主要階段：指針表盤式顯示和數字電子屏顯示。指針表盤式的顯示方式傳統簡單，缺少個性化，讀取耗時較長，但是能較精確讀取；數字電子顯示精確，可讀性較高，但是能耗較大，持續性低。設計師與工程師們為了滿足消費者對于腕表個性化、可讀性更高的需求，設計出了圖形化的顯示方式（圖3）。

其主要有：表針與表盤結合的漩渦表盤顯示；突出當時時間數字顯示的方式；對表盤進行分割，將小時顯示與分鐘顯示分離，減小誤讀概率。個性化的顯示方式既滿足了人們對于個性的追求，又針對個別問題有了獨到的創新改良，也使得手表不再僅僅是死板的時間顯示工具了，成功實現了個性化。

在功能方面，主要應用了組合原理。腕表在19世紀前只有顯示時間以及秒表功能，到了20世紀，科技的飛速發展，電子時代的來臨，越來越多的功能被設計到腕表上，例如：計時功能、日期顯示功能、夜間顯示功能等。以至到今天的計算器功能、U盤功能、羅盤功能、GPS定位功能、醫療用功能、與手機藍牙連接功能、智能等等。隨著科技的不斷發展，越來越多的功能將會出現在腕表上。

在材料使用方面，腕表表帶由最初的金屬到皮革再到如今的塑膠，充分體現了TRIZ理論的用廉價便宜物取代昂貴物的原理。腕表表帶由最初的一體金屬手鐲式，接著出現了金屬表帶式、毛皮皮革表帶式，發展至今因為金屬、毛皮的諸多不足以及缺點（例如：金屬表帶較沉重，皮革表帶容易有異味，易磨損易壞等原因），如今大多數腕表表帶都用便宜的塑膠進行替代。塑膠表帶不僅較于金屬更加輕便，也比皮革更加耐用，牢固，較好地實現了材料的更新換代。

在手表的工作原理方面，主要應用了TRIZ理論中的置換機械系統原理。最初的發條機械式腕表延續到20世紀后半葉被石英穩頻振蕩腕表取代，到如今的電子時代，電子式顯示腕表成為主流。最初的機械系統雖然仍舊存在，但是更多的是電子表統治著市場。電子表雖然占市場很大的比重，但是機械腕表是制表行業中的高價產品，也可以說，機械表雖然失去了大眾市場，但是在高端專業市場依舊是霸主。越來越多腕表的新的工作原理被提出，諸如，納米電子科技的應用，太陽能原理等。不遠的將來，電子工作原理也許會被更加方便節能的原理所取代。

四、腕表的未來發展趨勢分析

面對人們對腕表日益增長的需求，腕表的設計與創新必將迎來一次又一次的革新。其原理，材料，顯示方式，外觀，功能等都會發生巨大的變化。如今蘋果公司的iwatch（圖4、圖5）腕表掀起了智能手表的新浪潮，從iwatch我們可以看出腕表發展的一些新趨勢。

在腕表的工作原理方面，越來越多的腕表采用更加方便的電子石英的工作原理，它成本低，計時準確。相較于機械更加輕巧，不需要復雜繁瑣的機械發條結構，同時相較于納米技術更加大眾化，更加親民，成本更低，成批制造也更加簡單可行，給腕表設計師提供了更大的創作空間。

在腕表表帶的材料方面，金屬、毛皮腕表將會漸漸遠離人們的視線；低成本，高質量的腕表材料將取而代之，塑膠是一個很好的選擇。塑膠的染色比金屬與皮革更加簡單，色彩也更加多彩，符合未來腕表作為個性化首飾的特點。因此，塑膠將會是未來腕表表帶材料的寵兒。

在腕表的顯示方式方面，如今液晶顯示已經不再是什么先進的技術了，將液晶顯示技術應用到腕表上已經實現，當下液晶顯示是最簡單也是最高效的顯示方式。著眼于未來，全息投影技術已不再是僅僅出現在電影里的高科技了，雖然現在全息投影技術并不普及但相信在未來全息投影技術應用到腕表的顯示上是指日可待的，在未來有一個像科幻電影上可以全息投影時間的腕表將是可能。

在腕表的外觀設計方面，“個性”作為21世紀年輕人的代名詞，未來的腕表將不再只是戴在手腕上的圓表盤，更多的裝飾元素將會加入到腕表的設計中，明亮舒服個性的配色應用也會更加成為腕表設計的一大方面。材質質感的表現也會是以后腕表設計需要考慮的方面之一。腕表也會更加像個性首飾方面靠攏。因此，個性元素，明亮舒服配色將會是決定未來手表外觀的主要因素。

在功能方面，隨著科技進步、不同領域人們對于腕表不同功能的需求，越來越多的功能將會逐一集成在腕表上。戶外的“驢友”對腕表擁有GPS、羅盤、經緯儀等等功能的需求將可能實現；患者、老人對腕表監測脈搏、血糖血壓等醫療功能的需求也將可能實現；商務人士對于腕表智能化、成為第二個“秘書”的愿望也將指日可待。腕表與手機的互動，腕表的手機智能化將是以后腕表發展的另一大趨勢。因此，未來的腕表將不僅僅是顯示時間的工具，更將會成為一個集多功能于一身的智能穿戴設備。

五、結論

腕表未來幾年的發展，將圍繞腕表的智能化、個性化、裝飾化展開。如今iWatch腕表的大熱，使得智能腕表與手機的智能結合進入人們的生活，所以對于腕表與手機的結合設計將會是未來智能腕表的主要發展趨勢。腕表的功能必將會更加多樣，外觀也會更加富有科技感，材質更加先進，配色更加豐富，質感更加完美，尺寸更加符合人機要求，顯示出更加明確易懂、個性多樣。

（1）根據TRIZ理論的置換機械系統原理，可預測腕表的工作原理將會摒棄復雜繁瑣的機械系統，繼而會采用更加方便簡單的電子系統。

（2）根據TRIZ理論的分離分割原理，可預測腕表的表盤將會由原來的一表盤顯示向分割表盤顯示發展；指針樣式將會有較大的改動，用其他指示方式、顯示方式替換將是其發展方向。

（3）根據TRIZ理論的組合原理，可預測腕表的功能將融入電子技術、定位技術、醫療技術等智能功能，腕表將會更加多用途化，更加智能化。

總而言之，有個性、多功能、高智能、易讀懂、美觀實用將是腕表未來的發展方向。 責編/劉紅偉

參考文獻：

[1] 趙新軍. 技術創新理論（TRIZ）及應用，2004.5.

[2] 姜臺林. TRIZ創新問題解決實踐，2008.8.

[3] 陳勁，唐孝威. 腦與創新，2013.6.

[4] 雷尼·海恩斯（Reyne Haines）. 世界頂級腕表鑒賞與收藏，2012.8.

[5] 中華人民共和國知識產權局. http：//www.sipo.gov.cn/.

[6] 設計帝國網，手表設計. http：//www.warting.com/.