基于TRIZ的機(jī)械產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)想產(chǎn)生過程研究

楊樹成 劉尚 陳博 梁佳慧

摘 要：? 生產(chǎn)性企業(yè)技術(shù)和管理創(chuàng)新的重要載體是產(chǎn)品創(chuàng)新，產(chǎn)品創(chuàng)新是技術(shù)和管理創(chuàng)新的最終體現(xiàn)，是企業(yè)穩(wěn)健發(fā)展、鍛造核心競爭力的基礎(chǔ)性工作。機(jī)械行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和國家制造業(yè)的重要代表，其行業(yè)的不斷創(chuàng)新將有力支撐著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國家的科技水平的提升。作為專門研究創(chuàng)新和產(chǎn)品概念設(shè)計的理論，TRIZ（發(fā)明問題解決理論）為機(jī)械工程問題的解決提供獨(dú)特的工具，在機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)新方面具有重要的價值意義。

關(guān)鍵詞：? TRIZ;機(jī)械產(chǎn)品;創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：? TH122??????? ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.016

在科技日新月異的發(fā)展時期，技術(shù)變革和創(chuàng)新的周期越來越短，機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量在不斷提升，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的智能化程度在提升，產(chǎn)品研發(fā)的周期越來越短，產(chǎn)品創(chuàng)新的力度在不斷地加大。機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新有其獨(dú)特之處，通過思考、推理和驗(yàn)證以及非數(shù)據(jù)的計算來開展創(chuàng)新活動，是創(chuàng)新過程的新途徑，只有不斷地實(shí)施創(chuàng)新活動，才能從根本上做到產(chǎn)品創(chuàng)新，才能在產(chǎn)品的質(zhì)量、性能以及價格方面獲取不可替代的競爭優(yōu)勢。TRIZ是指發(fā)明問題的解決理論，具有很強(qiáng)的目的性和實(shí)踐性，是一種科學(xué)化、系統(tǒng)化的發(fā)明工程理論，具有很強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義。主要針對出現(xiàn)的問題加以分析考慮，尋找解決問題的矛盾，研判問題歸屬于技術(shù)矛盾還是物理矛盾，再運(yùn)用相應(yīng)的解決方式處理掉問題。TRIZ理論和方法在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新中具有廣闊的運(yùn)用價值空間。

1 TRIZ在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新中的應(yīng)用

機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新是指利用設(shè)計者的創(chuàng)造力，借鑒相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果進(jìn)行創(chuàng)新性研究，最終設(shè)計出具有一定新穎性和實(shí)用性的產(chǎn)品過程。進(jìn)行任何創(chuàng)新都會遇到相應(yīng)的困難，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新時，技術(shù)問題的解決是關(guān)鍵，因?yàn)橛泻玫南敕ū仨氃诩夹g(shù)條件能達(dá)到的情況下才能實(shí)現(xiàn)。TRIZ理論提供解決技術(shù)問題的科學(xué)原理，并指明了解決技術(shù)問題的研究對策。重視創(chuàng)新設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品長盛不衰的秘訣，是機(jī)械企業(yè)贏得競爭力的關(guān)鍵。

2 基于TRIZ的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新分析—以螺絲刀為例

2.1 TRIZ解決問題的流程

在遇到工程問題需要解決時，需要使用的工具可能很多，TRIZ也許只是其中的一種。采用TRIZ，第一步就是對遇到的問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是否存在矛盾，可否運(yùn)用原理去處理。如果問題已經(jīng)清楚了，但是技術(shù)解決不了，可以運(yùn)用效應(yīng)去解決。第三種選擇是對創(chuàng)新的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)化過程的預(yù)測。之后是評價，確定是否滿足要求。假如能滿足要求，再進(jìn)行下面的設(shè)計工作，如果還不能滿足要求，就再次對問題進(jìn)行分析，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。

2.2 以螺絲刀為例—基于TRIZ的創(chuàng)新

此文以人們常用的手動螺絲刀為例，通過實(shí)際的案例來說明機(jī)械產(chǎn)品的改進(jìn)與創(chuàng)新研發(fā)的方式方法。

2.2.1 根據(jù)需求和功能設(shè)計

具體就螺絲刀而言，對其有兩個要求。第一個是靈活方便;第二個是增強(qiáng)創(chuàng)意性，提升吸引力和競爭力。在分析螺絲刀操作原理和使用情況的基礎(chǔ)上，明確螺絲刀的功能主要是鎖緊和拆卸螺絲，然后把設(shè)計目標(biāo)確定為快速有力地鎖緊或者拆卸螺絲，這樣就指明了螺絲刀的設(shè)計需求。省力省時就成為改進(jìn)的工程特性。

2.2.2 建立基礎(chǔ)功能模塊

建立基礎(chǔ)功能模塊，首先選定的產(chǎn)品要有代表性，在功能上比較單一，然后組建這個產(chǎn)品的基礎(chǔ)性功能模塊，發(fā)揮創(chuàng)新思維能力給產(chǎn)品增加新的功能，促進(jìn)新的概念設(shè)計的產(chǎn)生。以最為常見的螺絲刀為模式，找出各個組件之間的內(nèi)在關(guān)系和功能用途，在新的設(shè)計概念指導(dǎo)下，考慮如何提升整個系統(tǒng)組件的功能與優(yōu)勢。

3 創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品的評估與修剪功能

在產(chǎn)品功能模型和組件模塊組合的時候，產(chǎn)品初步的創(chuàng)新功能已經(jīng)定型，這就需要對新產(chǎn)品的新功能以模型來進(jìn)行價值的評估修剪，解決好任意連結(jié);連結(jié)功能與組件所能產(chǎn)生的問題，產(chǎn)品的性能與各組件的連結(jié)情況相關(guān)，產(chǎn)品的問題解決依靠于功能模型的等級計算，而軟件就會自動計算出其結(jié)果。

4 創(chuàng)新設(shè)計結(jié)果

在組合連接修剪之下所產(chǎn)生的新功能模型，就要認(rèn)真考慮組件可否實(shí)現(xiàn)其預(yù)想功能，設(shè)計出更加新穎的產(chǎn)品。組合新的連接產(chǎn)生了新的功能，取代原有的功能，以機(jī)械旋轉(zhuǎn)的方式連接而成的組件，使用者在握住時要加速轉(zhuǎn)動，就容易增加力量鎖緊螺絲，充分發(fā)揮了功能模塊給新產(chǎn)品帶來的功能，符合了預(yù)想的設(shè)計目的。

5 結(jié)論

以生活中常見的螺絲刀為例子，用TRIZ進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，得到創(chuàng)新性的設(shè)計產(chǎn)品。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，TRIZ方法的確有助于機(jī)械設(shè)計者實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新，對產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新改造提供一種新的模式和處理辦法。

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能夠很好地激發(fā)設(shè)計者的想象力，在借鑒人類已有的科技成果基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性思維，努力使產(chǎn)品更具有新穎性，更具有實(shí)用性。機(jī)械類企業(yè)應(yīng)該增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)的力度，加快技術(shù)創(chuàng)新，走內(nèi)涵式發(fā)展道路，推動科技成果轉(zhuǎn)化，努力實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，提升我國機(jī)械行業(yè)的整體競爭力。

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