TRIZ 算法在多功能被褥创新设计中的应用

2015-01-23杨朝富

产业与科技论坛 2015年19期

□杨朝富朱团王奔

ARIZ 是依赖技术系统进化法则的一套完整的用来分析问题、解决问题的方法，是TRIZ 理论中的一个重要的高级工具。ARIZ 是对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，从而实现对问题的逐步深入分析和转化，来最终解决问题。

一、借鉴ARIZ 解题流程

一是找到存在的问题，之后通过最小化的方法，但是必须在系统能够实现的前提下，尽量不要改变系统或者少改变;二是要给系统的技术矛盾定义，并建立“问题模型”，定义的问题有很多，你可以寻找适合的，再利用物场分析，来预判解决问题中所用到的资源;三是给系统定义最终理想解。为了获取最终的理想解，就要从宏观和微观上分析系统中的物理矛盾，也可以理解为系统本身是可能有两个物理特性，例如:膨胀——收缩、导电——绝缘、可延展——不可延展等。四是把定义系统内的物理矛盾进行消除。为了能更好地解决矛盾我们会利用现阶段在大学学习的一些学科，如大学物理，结构化学，高等数学等。如果用这些还是没有解决矛盾，理论上就会认为最初的问题定义有误，需要重新调整问题模型，或者会对其重新定义。

对于传统的创新方法有许多种，其中我们习惯用的是试错法，头脑风暴法等，这些体现TRIZ 理论鲜明的特点和优势。通过TRIZ 理论我们可以更快地确定矛盾的所在，积极解决矛盾，为了解矛盾我们会用各种各样的方法，以便达成我们的目标。

二、团队设计的解决办法

步骤一问题定义:定义其系统存在的技术矛盾，定义问题所包括的时间和空间，利用物-场分析法，分析系统中所包含的资源材料。

步骤二分析问题:对技术系统进行分析，找出其主要技术矛盾。

步骤三设定理想化结果:给系统定义最终理想解。

步骤四资源分析:可通过外界的环境或自身系统内的资源获得。

步骤五找出矛盾:矛盾(问题)普遍存在于各种产品的设计和生产之中。

步骤六分析解决物理矛盾的方法:需要定义系统中的物理矛盾并将之消除。矛盾的消除需最大限度地利用系统内部的资源并且用物理学、化学、几何学等工程学原理。

步骤七利用解决方案:总结之前的步骤得出我们的解决方案。

图1 ARIZ 流程

三、TRIZ 在多功能被褥设计中的应用

TRIZ 提供的九屏幕法、IFR 法、STC 算子法等全新的创新思维方法，相对于传统的创新方法，具有鲜明的特点和优势。此次设计的多功能被褥，主要是为了防潮，防火，为学生和其他的使用者带来方便，使消费者能够更舒适地睡觉，不用担心因被褥潮而烦恼，经过理论论证，矛盾模型的建立，以及运用TRIZ 工具对其研究，最终制成了可用于实践生产多功能被褥。

四、现有被褥问题分析

传统被褥:一是利用普通的布料来制作被褥，如亚麻布、帆布、尼龙布等等。二是没有对一些特殊情况作出应对，很容易发生火灾，对生命与财产造成损害。

五、模型分析

阿奇舒勒认为每一个完整的系统，其功能都可以用一个完整的物—场三角形进行模型化处理，这种由两个物和一个场而组成的，用来建立与已知存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型，叫物—场模型。物—场模型是技术系统的最小模型，它包括“工件S1”、“工具S2”和工具影响产品所需要的“能量(场)”。

图2 多功能被褥的物场模型图

由图2 关系分析可知传统被褥效果很弱，急需改进。

六、IFR 定义及矛盾分析

理想解:舒适，但不潮。

提取矛盾:被褥防潮，防火，但被褥易发生潮湿和火灾。

矛盾普遍存在于各种产品的设计和生产之中，如果按传统设计中的那些缓和的方法，冲突是并没有被解决的，而是冲突双方取得折衷方案来进行修复，或者降低冲突的程度，从而使不利因素下降。从TRIZ 理论上来讲，产品创新的标志是解决设计中的矛盾，从而产生新的，有竞争力的解决办法。工作人员在设计过程中不断发现并解决矛盾是推动产品进化的动力源泉。一是为了取得创新产品，要解决设计中的矛盾，但解决矛盾的某些步骤是未知的;二是未知的解通常可以被虚构的理想解所替代;三是一般理想解可通过外界的环境或自身系统内的资源获得;四是一般理想解可通过已知的系统进化趋势推断从而得到。

七、资源分析

防火材料，防潮材料可以通过这两个方面来进行分析，选择不同的材料，进行不同的搭配，从而选择最优的材料。现有资源分析的目的是确定小组目前拥有的资源量及有可能获得的资源量。经过分析，可以列出小组拥有和可以获得的资源清单，在这个基础上再进行进一步的资源评估，为制定战略提供可靠依据。通过上述分析步骤，小组可以找到内部资源优势和劣势，发现自己具有的竞争力方面和竞争力的来源。

八、知识库查询

原理6:多元性原理(一物多用)，是一个物体具有多种功能，被褥不仅可以舒舒服服地睡觉，还可以用于火灾的逃亡。原理5:联合原则，把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来。让时间上相同或类似的操作联合起来。把被褥联合起来，形成一个可以在火灾中逃生的工具。原理22:变害为利原则，利用有害因素(特别是介质的有害作用)获得有益的效果。例:被褥是易燃的，通过我们的加工把它变成不易燃甚至是防火的。原理36:相变原则，利用相变时发生的现象，例:在有火灾时，外界温度升高，我们的被褥可以发生相变吸热，降低里面的温度，抵御外界的温度。

九、得到方案

方案:通过TRIZ 方法分析得出，改变布料的选择，用具有防潮性的布料，增加它的防火性，不变的是被褥的舒适度，改变了它的易燃性，加大了它的安全性，可以把被褥变成火灾逃生的工具，不再是危险物品。

十、应用前景

与之前传统的被褥不同，但又有相同的地方，不同的是它不再是易燃的物品相同的是它的舒适程度。多功能被褥不仅可以让人们舒舒服服地睡觉，还可以用于火灾的逃亡，对人类的安全有着好的作用。它的价格不贵，普通人可以接受，与普通的被褥相比，它更舒服，是火灾中逃生的好工具。多功被褥实现了一个被褥多功能应用的效果，相对于普通被褥来说，多功能被褥功能多，用于人群范围广，安全性高，价格适宜，让人可以接受。

与被褥有关的行业，就是布艺行业了，相对于布艺行业来说，中国已成为世界布艺行业中布料的生产和出口大国，但令人遗憾的是绝大多数布艺企业还停留在物美价廉的粗加工生产阶段，很少有企业能够以自主研发的产品直接进入发达国家的终端市场，不能直接打入国际市场，就没有那么大利益，即使出口的再多也是为他国做嫁衣，不能实现自身的价值。我们更为担心的是布艺企业自身对品牌的漠视，不能正视我们自己的品牌。我们的被褥可以通过努力创出品牌，被褥的材料不仅仅限于被褥，可以用到很多有关布的企业部门，推广防火布料，可以减少国家和个人与财产的损失。