萃智理论、QFD、田口方法在产品设计中的应用

何绍川　杨艳芳　蒋燕刚

摘要：现代社会中，人们对产品功能要求不断增多，设计人员在工作中不断面临新的问题、迎接新的挑战。萃智理论（TRIZ）、质量功能展开（QFD）、田口方法都是在产品设计中需要使用的先进工具。QFD就是从产品的功能需求出发，找出设计的关键，萃智理论就是如何解决这些设计关键的有效方法，田口方法就是如何将概念设计转换为客户需求的产品。三者有机结合，优势互补，从而实现产品设计的创新。

关键词：发明问题解决理论；质量功能展开；六西格玛设计；田口方法

中图分类号：TH218 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0044-02

1 萃智理论（TRIZ）

萃智理论是前苏联发明专家阿奇舒勒穷其毕生精力研究、完善和发明的。TRIZ理论是在现有科学技术基础上、面向技术工程师的创新问题的解决工具，拥有一套由创新工具组成的创新发明解决体系。只要对TRIZ理论深刻理解，就能很好地解决工作中的各种难题。

萃智理论的核心思想主要在以下三个方面体现：一是在工作中不论是一个单独的零件，还是相对较难的攻关课题，其问题的解决都不是偶然的，它的内在解决方法都是有章可循的；二是一个问题解决思路或方法在其他领域的重复应用；三是纷繁复杂的技术解决系统的无序性和离散性问题可以通过TRIZ理论来解决。

萃智理论的基本特征：TRIZ理论能够帮助工程技术人员发现设计工作的内在联系，既不局限固有思维，也不局限现有的已掌握的知识，TRIZ独有的方法和高效的解决新问题的工具使工程技术人员的设计效率大大提升。“你可以等待几十年获得顿悟，也可以用TRIZ理论用10分钟解决各种设计难题。”这句话准确而客观地概括了萃智理论的在产品设计中的神奇功效：我们习惯从某个角度看问题，但萃智理论能够帮助工程技术人员突破传统视角，从不同角度找到问题的解决办法。

萃智理论的主要内容：技术系统进化法则、最终理想解、40个发明原理、物理矛盾和分离原理、39个通用工程参数和阿奇舒勒矛盾矩阵、物-场模型分析、发明问题的76个标准解决方法、发明问题解决算法、科学和技术效应数据库。

推荐萃智理论的缘由：TRIZ理论具有现实的指导意义，它能够帮助工程技术人员解决产品设计中的各种难题，有效运用先进的设计工具，消除工程师在产品设计中的困惑：

（1）技术创新离不开企业发展，而企业的发展离不开工程技术人员的努力，TRIZ理论的全面应用，能够坚定工程师在设计工作中的信心，采取切实的行动，解决设计难题；（2）全面揭示工程技术人员在产品设计中的客观规律，借助科学、高效、实用的设计工具，解决设计工作中的各种矛盾，最终获得问题的解决办法；（3）能够帮助工程技术人员打开产品设计中所遇到问题的神秘面纱，确保工程设计人员的工作能够务实，进而使工程设计人员的设计质量才能有所突破；（4）能够帮助工程师在设计工作中发现问题的关键所在，针对关键问题提出有针对性的解决方案，提高效率，确保问题快速解决；（5）新品开发的4个阶段：幼年期、快速发展期、成熟期和衰退期，新技术、新产品，工程技术都应该尽快推进到它的成熟期，这是现代企业和工程设计的使命；（6）工程技术人员可以自觉实施自己的创新设计，使用创新的方法和技巧，实现工程技术人员的自主设计；（7）TRIZ理论能够有效指导工程技术人员的设计方向，开阔工程技术人员的视野，摆脱传统思维的限制，提高新技术、新工艺开发效率和质量；（8）现代企业需要的是有创造精神的人才，只有培养出高技能的技术人才，才能打造一个高质量的创新团队。

2 TRIZ、QFD、DOE联合应用

在六西格玛设计中，如何将顾客的需求转化为可量化的设计特性是一个良好的设计所必须具备的重要特征，质量功能展开（QFD）可以解决做什么的问题，发明问题解决理论（TRIZ）可以解决怎么做的问题，实验设计（DOE包括经典实验设计和田口方法）可以解决具体怎么做的问题，将三者进行有机的集成，为六西格玛设计提供强有力的集成化支持工具。

六西格玛设计就是运用科学的设计方法，准确分析客户图纸，把握产品的功能需求，对新产品、新工艺进行正确设计，确保产品在满足功能的前提下实现它的目标成本，同时设计人员要有前瞻性，要保证产品在客户有新的要求下能够满足。准确理解六西格玛设计能够帮助工程设计人员设计出高质量的产品，满足不同客户的需求，同时提高设计效率，降低成本，实现客户与企业双赢。

质量功能展开（QFD）是一种科学的解决客户需求的有效工具，它应用于产品设计的各个阶段，帮助工程设计人员正确理解客户的需求，确保新产品在整个寿命周期内，客户的需求能够被正确解读，同时避免不必要的多余的功能浪费技术人员过多的精力。

新产品、新技术、新工艺离不开必要的实验设计，实验设计DOE就是以相关数学理论为基础，针对客户的特定需求设计合理的实验方案，并对实验数据进行分析、总结，确保产品设计满足功能需求。

一个优秀的产品设计需要现场实施才能转化为客户需求的产品，其中质量控制必不可少，这就必然涉及到线内和线外质量控制，田口理论的线外质量控制，即设计质量尤为重要，包括系统设计、参数设计、容差设计，其中参数设计是重点。在产品的整个寿命周期内设计质量决定着产品的成本目标和质量目标能否实现，同时线内质量控制即生产现场的质量控制也不容小觑。只有两者的有机结合，才能实现新品的设计目标。

QFD、TRIZ理论、田口方法能够有效地指导工程技术人员的设计工作，但它们发挥的作用各有不同，它们的联合应用，为产品设计人员提供了有力工具。QFD的应用，可使新品设计在最大限度上满足顾客需求，但它无法向工程设计人员提供解决产品设计问题的具体方法，而TRIZ理论的应用，为设计人员提供了解决问题的方法，很好地解决了QFD遇到的难题，二者互为补充，使工程设计人员遇到的难题迎刃而解。但它们也存在缺陷，在产品设计过程中参数选择也是一个难题，而参数设计是DOE的核心，是对QFD和TRIZ的有力补充，同时DOE存在的不足也能通过QFD和TRIZ来弥补。

3 结语

萃智理论、QFD、田口方法的联合应用，拓宽了工程技术人员的思路，开阔了他们的视野，提供了解决问题的方法，通过工程技术人员的智慧和不懈钻研，开发出全面满足顾客需求的具有竞争力的产品，为企业的产品质量改进和新品研发做出自己的贡献。

参考文献

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[2] Genichi Taguchi.Quality Engineering[M].Nordica intemation Liraited，1989.

[3] ALAN W.TRIZ-an inventive approach to invention[J].Engineering management joumal，2002，（6）：117-124.