基于TRIZ 理论与QFD 理论的多功能画架创新设计*

文/黎嘉敏 曹成明（广西桂林电子科技大学）

一、前言

目前现有的市场画架分别是：三脚木质画架、可折叠金属画架、油画架等。不同类型的面架它的特性也就不同。画架与支架可任意移动。采用的是用布条来固定画架与支架。画架的稳定性、安全性比较差。以木制三角画架为出发点.设计改造一个创新型的便携式画架.将画架的辅助功能的距拉近,方便绘画者挥动画笔。运用TRIZ和质量功能展开QFD 的理论与方法,使画架更便携。收纳架更方便的设计。采取用户对画架的功能需求，同时对画架进行新的功能与新的结构设计。

二、基 于TRIZ与QFD的画架产品造型设计模型

（一）TRIZ 与QFD与概述

T RIZ 理 论 是苏联以G.S.Altshuller 为首的专家。TRIZ理论常用的发明原理40多条，针对具体的技术矛盾，运用这些创新原理将设计的画架表达成TRIZ问题，运用TRIZ中的工具，寻求具体的解决方案。TRIZ理论是解决问题的需求，可以突破个人的局限性，有更创新的设计思维。

QFD是由日本教授赤尾洋二最早提出的一种由用户驱动的产品开发和质量保证的方法论。我国对QFD 的理论研究也在逐步深入：陕西科技大学的胡志刚教授对基于质量屋(HOQ)的缝纫机产品改良设计进行了决策研究。QFD的重点是需求转化，通过质量屋(HOQ)在产品中将用户的需求转变为设计需求，使画架的功能有更大的创新。

（二）TRIZ和QFD集成设计流程

运用TRIZ与QFD理论进行设计，QFD为画架开发提出了准确的目标，但没提出解决问题的方法，由专家根据经验或者灵感来决定的。但TRIZ是解决问题的有效工具。因此，运用TRIZ 和QFD结合，创建新的设计流程，第一基于QFD的用户对画架功能的确定，针对画架的功能需求，分析结果作为画架的设计功能。

针对用户需求进行产品的功能分析产品的可行性。设计画架质量屋的第一步是获取用户需求。对现有市场的画架进行研究,采用QFD原理，结合画架功能的需求质量屋转变为画架设计的要点，确定设计的要点存在的冲突,运用TRIZ原理，总结画架的整体设计，解决设计草图中出现的矛盾冲突，最后完成画架的设计创新。

采用TRIZ和QFD理论对画架的设计流程：第一，先构建用户对画架功能需求的设计要点质量屋。第二，画架功能的需求质量屋转变为画架设计的要点。画架现有的基础是没有放置颜料盒和水桶等物品，完成质量屋中的自相关矩阵，再者解决设计问题的冲突，将设计问题的冲突转变为技术冲突。QFD功能展开层次模型，总结顾客需求，画架归放的位置，画架调节的高度，调节的角度等。要解决画架的技术冲突，需要构建产品矛盾矩阵，然后，提炼出TRIZ 的合适发明原理，运用TRIZ创新理论的矛盾与冲突进行分析总结，QFD 原理层次分析法、用户需求等分析的方法。最后，运用产品设计中学习到的专业知识，获取可行的画架的创新设计方案。

（三）构建画架造型质量屋

建立画架质量屋的第一步是获取用户需求。一是造型方面，用户需求是画架缺少辅助工具，二是在用户体验方面便于画画，能起到辅助的作用。对现有的画架市场进行调研，研究主要的问题：(1)针对现有市场的画架，设计一个能放调色盒、水桶、抹布、简单备品的画架，辅助绘画的工具距离近，便于绘画者挥动画笔：(2)运用TRIZ多功能导向探索、对标分析、特征传递结果来调节画架高度与角度的调节，便携，放置物品方便的设计：(3)运用调查的信息，总结用户的需求，对画架的功能、颜色、便携性、造型等进行一个新的设计。针对用户的需求，解决画架所存在的问题。质量屋中的用户需求重要程度的数值能直观地表示需求的重要性。从而确定设计目标。

（四）构建画架的造型设计流程

运用TRIZ与QFD理论进行设计，多角度分析画架功能的需求。画架的功能是设计的整体，分析设计的要点，怎么样来产生画架辅助用户的过程，我们运用TRIZ和QFD理论提供帮助，将解决问题的需要，再将功能设计的要点，针对用户需求进行产品的功能分析产品的可行性。便携式折叠多功能画架为铝合金三脚架结构，由互相嵌合的七个方形结构经过折叠、抽拉、翻转、支撑等组合方式，搭建多种作画平台，实现其多种功能。一是几个方形结构完全折叠嵌合后，方便携带，进行野外写生；二是几个方形结构经过抽拉、支撑，搭建成斜面，方便室内写生、演示绘画；三是经过支撑、抽拉、锁定，能搭建最高达2m 的竖直平面，方便展示绘画作品；四是经过支撑、抽拉、翻转等操作，能搭建长度、高度可调节的水平位置，方便水平演示绘画。运用TRIZ理论导向搜索，对标分析，特征传递，来进行画架的功能设计。能做到画架功能辅助用户的过程，解决画架与辅助之间的关系。TRIZ能解决如何做的问题，QFD能解决做什么的问题。以创新的设计将画架的辅助工具都能放在合理的位置。

（五）TRIZ 和QFD画架材料的分析

TRIZ和QFD 理论高效地解决问题是基于技术发展演化的决策问题解决工具，其核心理念是完全解决矛盾元素。TRIZ发现问题，QFD解决问题，针对画架的问题，对画架进行新的设计，框架使用铝合金材质有色金属结构材料，置物架利用TPU 弹性的耐磨性、承载能力、耐油、耐水、耐霉菌等特性，进行稳定结构隔板的设计运用功能导向探索，画架收纳结构是运用伞骨结构的原理，采用金属带材卷制而成的可伸缩空心圆柱体杆，主要的特点是金属带材预先定型为具有记忆功能的小于杆体外径的弹力卷曲层，它具有自紧的作用，对伸缩杆施加压力的弹性势能。

（六）TRIZ 和QFD画架功能的分析

QFD理论是针对用户需求产生新的思想和新的方法，针对产品的功能分析产品的可行性。结合画架功能的需求质量屋转变为画架设计的要点，针对画架功能问题，找到画架功能存在的冲突。运用TRIZ指导画架造型功能的设计，解决设计过程中出现的矛盾冲突，最终实现画架的创新。完成质量屋中的自相关矩阵，再者解决设计问题的冲突，将设计问题的冲突转变为技术冲突。运用关节原理设计，通过折叠方式转变为画板的设计，方便和节省画架收纳的体积空间。锁铰设计折叠结构设计中心，运用锁铰，将画架的放颜料盒的置物架分成两个部分进行折叠收纳，便于画架收纳节省体积空间。

三、结论

TRIZ能解决如何做的问题，QFD能解决做什么的问题。采用TRIZ和QFD理论相结合，能找到画架设计要点的设计方向，还能解决画架现有的问题。还能提高画架的设计效率与设计质量。本文方法论的基础上，最终演绎的设计方案有效地画架的产品造型美观性、便携式等问题，验证了此方法的正确性和实用性。该设计方法不仅为产品造型提供了的理论指导，完成了画架的辅助工具，提高了画架的便携式，简约，美观，为消费者提供了更多的便利。同时，也提高了自己对设计思维与方法，对产品设计专业有了进一步的了解，设计是现代社会发展的需要。