基于TRIZ理论的腕表发展分析

王博+赵新军

一、引言

无时无刻时间不在流逝，无论是普通白领、商务人士、高官首脑都需要明确掌握正确的时间，而腕表成为了不二之选。腕表作为人们日常生活随处可见的时间确定工具，随着时代的变化，科技的发展，人们需求的日益增长，也逐渐从单一的时间显示器进化出了各式各样的功能样式。腕表的功能渐渐延伸到娱乐、装饰、定位、彰显身份上。现如今的腕表样式个性突出，功能多样全面，材质色彩更是丰富，但是腕表还是面临着交互不清，外形单一等诸多问题。所以，以研究腕表的发展过程来总结出腕表的发展规律，预测出今后腕表的发展趋势方向，对于腕表的改良设计或者创新设计来说尤为重要。

二、腕表的前世今生

在腕表出现之前人们的计时工具大多归于利用自然事物，早在中国的周朝，人们就利用日晷来计时；到了公元前1100年左右，埃及成为沙漏计时工具的最大出口国家，这或许也和埃及是沙漠国家有一定关系；随着时代的进步，公元1207年在意大利出现了最早的机械钟，这改变了人们之前对计时原理的认识，这一改变是计时工具原理上的时代性改变；而在1336年，意大利米兰第一个教堂的公共钟楼的修建，使得机械时钟走进了大多数人们的眼中；在1510年的德国，亨莱思发明了发条，并且将第一个发条应用到了计时工具上，制作了第一个怀表，这使得体积一直非常大的钟表变得小巧起来，也开启了机械表的发展之路。真正意义上的腕表的想法是1806年法兰西王国皇帝拿破仑提出来的，他希望做出一个手镯一样的表来取悦他的王妃，于是第一个真正意义上的手表就这样出现了。

1.机械腕表的崛起

第一块机械腕表出现以来，机械腕表的统治时间相当长。起初，人们只是将第一块机械腕表（手镯式）视为一款女性的首饰附属计时工具，并没有发现它真正的实用价值。同一时代的男人们大多使用怀表来彰显身份。腕表真正被重视起来是在第一次世界大战时期，德军军方发现，怀表已经不能适应作战军人的需要，腕表的生产成为大势所趋。1926年，劳力士表厂制成了完全防水的腕表表壳，获得了专利并命名为oyster（图1 a），

第二年，英国女士Mercedes Gleitze佩戴这款腕表横渡英伦海峡。这一壮举也成为腕表设计的历史性重要转折。从此，越来越多的设计技术得以应用到腕表上，成为了真正意义上的手腕上的计时工具，怀表也渐渐远离了人们的视线。

如今，世界知名腕表公司大多是在20世纪初崭露头角的，例如劳力士（ROLEX）公司的前身 wilsdorf&davis在20世纪初推出的银制绅士表与淑女表受到了极大的欢迎，由此，各家钟表公司开始竞相研制开发腕表。1926年劳力士公司推出oyster手表后，浪琴（LONGINES）腕表公司不甘示弱，其研制的精密航空钟与美国飞行家林德伯格一起飞渡大西洋后名声大振，随后在1929年推出带有秒表功能的腕表CHRONOGRAPH （图1 b）。

随着科技的发展，人们对于手表计时精密的要求、功能多样的需求日益显现。在20世纪20年代至20世纪60年代，机械表功能的发展大踏步前进，越来越多的先进功能应用到机械腕表上，有一块做工精细，功能多样的机械腕表也成为了成功人士的标志，机械腕表也逐渐成为了身份的象征。

2.石英表“后起之秀”的气势

在机械表“统治”的20世纪上半叶，随着电子科技的发展，日本电子技术的崛起，第一块石英表（图1 c）于1969年在日本问世。

石英表不同于机械表的发条传动工作原理，石英表顾名思义应用了石英晶体的稳频特性，采用谐振频率为32768HZ的石英晶体稳频，振荡电路产生32768HZ的脉冲信号，经过15次分频，得秒信号，推动单相步进电机，经齿轮传动系统，带动时针，分针，秒针，显示时间。石英表因应用了体积更小的电子元件，使得手表的体积进一步减小，更加方便佩戴。

石英表的出现是跨时代的，它打破了腕表原有的固定传动原理，为之后腕表的创新设计与改进设计打开了更大的空间，提供了更多的选择。

在指针式石英表问世之后，随着液晶时代的来临，数字显示的腕表 （图1d） 出现在人们的视野当中，第一块数字显示的石英表在瑞士被最先研制出来，数字显示石英表抛弃了原有腕表表针的显示方式，应用简单易懂的阿拉伯数字显示，减少了人们使用腕表时的注意负荷，使得腕表更加亲民，儿童腕表也随之产生。

石英表问世以来，针对腕表的设计与创新一直在不断的发展进化。针对腕表的计时原理，腕表材料，腕表功能，腕表的外观等各个方面都进行着持续的研究与创新。

3.个性引领的腕表时代

当下腕表行业大致可分为四大类：①彰显身份的精工机械腕表； ②功能多样的户外石英电子表； ③色彩斑斓个性鲜明的时尚装饰表； ④高科技的产物微型手表。

随着科技的不断发展，人们对于美越来越追求，越来越多的个性化腕表如雨后春笋般出现在腕表市场上。个性腕表往往采用鲜活的色彩搭配，科技感十足的材料以及打破常规的表盘显示方式和时间显示方式。个性化腕表备受年轻人的追捧与喜爱，无论是独特显示方式的圆点腕表、漩涡腕表，还是寓意深远的手铐腕表、电子沙漏腕表，都是非常有特色的腕表产品。当今的腕表无论是使用的材料，表盘的样式，显示时间的方式都不再局限于以往腕表制造时所使用的的材料与方式。更多的材料，更多的科技被应用到如今的腕表上。

在讲究科技，讲究创新的时代，越来越多样式，款类的腕表出现，同时也有更多的腕表退出人们的视线。腕表的设计与创新在科技飞速发展的今天必将迎来更大的飞跃，各类腕表的雷达分析图见图2所示。

三、基于TRIZ原理的腕表发展分析

在腕表的发展历程中，为了与突飞猛进的科学技术相结合，满足消费人群的需求，应对新材料，新科技的产生与引入，不单单是腕表设计师在设计手表，各行各业，各个领域的人才都对腕表的设计贡献了自己的力量。

腕表在显示的方式、表盘的布置上体现了分离原理，具体还可分为时间分离原理与空间分割原理。腕表出现以来，腕表的显示方式经历了以下两个主要阶段：指针表盘式显示和数字电子屏显示。指针表盘式的显示方式传统简单，缺少个性化，读取耗时较长，但是能较精确读取；数字电子显示精确，可读性较高，但是能耗较大，持续性低。设计师与工程师们为了满足消费者对于腕表个性化、可读性更高的需求，设计出了图形化的显示方式（图3）。

其主要有：表针与表盘结合的漩涡表盘显示；突出当时时间数字显示的方式；对表盘进行分割，将小时显示与分钟显示分离，减小误读概率。个性化的显示方式既满足了人们对于个性的追求，又针对个别问题有了独到的创新改良，也使得手表不再仅仅是死板的时间显示工具了，成功实现了个性化。

在功能方面，主要应用了组合原理。腕表在19世纪前只有显示时间以及秒表功能，到了20世纪，科技的飞速发展，电子时代的来临，越来越多的功能被设计到腕表上，例如：计时功能、日期显示功能、夜间显示功能等。以至到今天的计算器功能、U盘功能、罗盘功能、GPS定位功能、医疗用功能、与手机蓝牙连接功能、智能等等。随着科技的不断发展，越来越多的功能将会出现在腕表上。

在材料使用方面，腕表表带由最初的金属到皮革再到如今的塑胶，充分体现了TRIZ理论的用廉价便宜物取代昂贵物的原理。腕表表带由最初的一体金属手镯式，接着出现了金属表带式、毛皮皮革表带式，发展至今因为金属、毛皮的诸多不足以及缺点（例如：金属表带较沉重，皮革表带容易有异味，易磨损易坏等原因），如今大多数腕表表带都用便宜的塑胶进行替代。塑胶表带不仅较于金属更加轻便，也比皮革更加耐用，牢固，较好地实现了材料的更新换代。

在手表的工作原理方面，主要应用了TRIZ理论中的置换机械系统原理。最初的发条机械式腕表延续到20世纪后半叶被石英稳频振荡腕表取代，到如今的电子时代，电子式显示腕表成为主流。最初的机械系统虽然仍旧存在，但是更多的是电子表统治着市场。电子表虽然占市场很大的比重，但是机械腕表是制表行业中的高价产品，也可以说，机械表虽然失去了大众市场，但是在高端专业市场依旧是霸主。越来越多腕表的新的工作原理被提出，诸如，纳米电子科技的应用，太阳能原理等。不远的将来，电子工作原理也许会被更加方便节能的原理所取代。

四、腕表的未来发展趋势分析

面对人们对腕表日益增长的需求，腕表的设计与创新必将迎来一次又一次的革新。其原理，材料，显示方式，外观，功能等都会发生巨大的变化。如今苹果公司的iwatch（图4、图5）腕表掀起了智能手表的新浪潮，从iwatch我们可以看出腕表发展的一些新趋势。

在腕表的工作原理方面，越来越多的腕表采用更加方便的电子石英的工作原理，它成本低，计时准确。相较于机械更加轻巧，不需要复杂繁琐的机械发条结构，同时相较于纳米技术更加大众化，更加亲民，成本更低，成批制造也更加简单可行，给腕表设计师提供了更大的创作空间。

在腕表表带的材料方面，金属、毛皮腕表将会渐渐远离人们的视线；低成本，高质量的腕表材料将取而代之，塑胶是一个很好的选择。塑胶的染色比金属与皮革更加简单，色彩也更加多彩，符合未来腕表作为个性化首饰的特点。因此，塑胶将会是未来腕表表带材料的宠儿。

在腕表的显示方式方面，如今液晶显示已经不再是什么先进的技术了，将液晶显示技术应用到腕表上已经实现，当下液晶显示是最简单也是最高效的显示方式。着眼于未来，全息投影技术已不再是仅仅出现在电影里的高科技了，虽然现在全息投影技术并不普及但相信在未来全息投影技术应用到腕表的显示上是指日可待的，在未来有一个像科幻电影上可以全息投影时间的腕表将是可能。

在腕表的外观设计方面，“个性”作为21世纪年轻人的代名词，未来的腕表将不再只是戴在手腕上的圆表盘，更多的装饰元素将会加入到腕表的设计中，明亮舒服个性的配色应用也会更加成为腕表设计的一大方面。材质质感的表现也会是以后腕表设计需要考虑的方面之一。腕表也会更加像个性首饰方面靠拢。因此，个性元素，明亮舒服配色将会是决定未来手表外观的主要因素。

在功能方面，随着科技进步、不同领域人们对于腕表不同功能的需求，越来越多的功能将会逐一集成在腕表上。户外的“驴友”对腕表拥有GPS、罗盘、经纬仪等等功能的需求将可能实现；患者、老人对腕表监测脉搏、血糖血压等医疗功能的需求也将可能实现；商务人士对于腕表智能化、成为第二个“秘书”的愿望也将指日可待。腕表与手机的互动，腕表的手机智能化将是以后腕表发展的另一大趋势。因此，未来的腕表将不仅仅是显示时间的工具，更将会成为一个集多功能于一身的智能穿戴设备。

五、结论

腕表未来几年的发展，将围绕腕表的智能化、个性化、装饰化展开。如今iWatch腕表的大热，使得智能腕表与手机的智能结合进入人们的生活，所以对于腕表与手机的结合设计将会是未来智能腕表的主要发展趋势。腕表的功能必将会更加多样，外观也会更加富有科技感，材质更加先进，配色更加丰富，质感更加完美，尺寸更加符合人机要求，显示出更加明确易懂、个性多样。

（1）根据TRIZ理论的置换机械系统原理，可预测腕表的工作原理将会摒弃复杂繁琐的机械系统，继而会采用更加方便简单的电子系统。

（2）根据TRIZ理论的分离分割原理，可预测腕表的表盘将会由原来的一表盘显示向分割表盘显示发展；指针样式将会有较大的改动，用其他指示方式、显示方式替换将是其发展方向。

（3）根据TRIZ理论的组合原理，可预测腕表的功能将融入电子技术、定位技术、医疗技术等智能功能，腕表将会更加多用途化，更加智能化。

总而言之，有个性、多功能、高智能、易读懂、美观实用将是腕表未来的发展方向。 责编/刘红伟

参考文献：

[1] 赵新军. 技术创新理论（TRIZ）及应用，2004.5.

[2] 姜台林. TRIZ创新问题解决实践，2008.8.

[3] 陈劲，唐孝威. 脑与创新，2013.6.

[4] 雷尼·海恩斯（Reyne Haines）. 世界顶级腕表鉴赏与收藏，2012.8.

[5] 中华人民共和国知识产权局. http：//www.sipo.gov.cn/.

[6] 设计帝国网，手表设计. http：//www.warting.com/.