王家生

TRIZ理论在工业设计中的应用探究

王家生

（沈阳建筑大学 设计艺术学院，辽宁 沈阳 110000）

探究TRIZ理论在工业设计中的应用。通过研究相关文献，分析TRIZ理论的具体内容，结合工业设计的相关经验，对比得出TRIZ理论与工业设计领域的交叉部分，得到了基于TRIZ理论的工业设计流程，TRIZ理论可以较好地应用于工业设计。

TRIZ理论；工业设计；产品领域；消费者

随着技术的不断发展和市场的不断变革，产品的迭代速度越来越快，创新能力的重要性越来越大。消费者在这个物质充裕的时代往往因为产品“过时”而弃之不用。在工业产品领域，呆板单一的产品已经无法适应现今快速发展的时代，富有创新意味的产品才能吸引消费者的目光，因此，有必要为工业设计领域引入创新理论以使设计师更好更快地进行产品创新工作。基于此项需求，本文着重研究TRIZ理论在工业设计过程中可应用的部分，探究TRIZ理论在工业设计流程中应用的可能性。

1 TRIZ理论简介

TRIZ理论是20世纪50年代苏联的阿奇舒勒通过分析研究世界各国250多万件专利，总结出的一套发明问题解决理论。多年来，学者们对TRIZ理论进行不断完善，至今TRIZ理论已经拥有了一套完整的理论体系。TRIZ理论曾作为苏联高度机密被加以保护，直到苏联解体，一批研究者将TRIZ带到其他国家，该理论才开始被广泛应用于各领域。在俄罗斯和美国，TRIZ已经作为大学内的课程教授学生。TRIZ近几年在中国也有所研究和发展，但其普及率并不高。

TRIZ理论是一套系统的、提供解决方案的创新方法体系。因此，TRIZ理论常被用于技术创新领域。目前，一大批企业已经在利用TRIZ解决公司发展过程中遇到的难题，其中韩国三星集团在引入TRIZ理论后取得了巨大技术突破，2007年在美国申请的专利数量达世界排名第二位。在中国，TRIZ理论也逐渐引起企业的重视，其领域主要涉及机械电子等技术领域，在工业设计领域的应用较为少见，国内的学者比如余意平、杨勤[1]利用TRIZ理论构建出工业设计创新服务平台，将TRIZ工具应用于工业设计的一些流程中，将工业设计程式化。吕忠园[2]将TRIZ理论与产品设计要求进行对比，分析TRIZ理论中对产品设计具有启发意义的点。由此可见，TRIZ理论与工业设计的结合将产生很多的可能性。

2 工业设计内涵

国际工业设计协会联合会在第29届ICSID大会上公布了工业设计的新定义：工业设计是创新驱动的战略问题解决过程，通过创新的产品、系统、服务和体验来实现商业成功和提供更高品质的生活。由定义可以看出，工业设计者不单单是设计产品外型，而是通过运用创新思维为人们生活中的问题提供解决方案。对于企业来说，工业设计师利用多种理论和技术实现新产品的研发以及生产制造，使产品成本尽可能降低，为企业创造利益。

3 TRIZ理论在工业设计中的应用

创新能力是工业设计者最重要的能力之一，至今创意思维方法已有上百种，但它们大都没有一个统一的体系。传统的工业设计在创意阶段一般使用这些创意思维方法如头脑风暴法搜集灵感，这种方法的导向模糊，没有一个标准的创意思路，偶然性较大。TRIZ理论经过多年的发展，不断进行自我完善，已经形成一套科学的创新理论体系。TRIZ理论与工业设计的相互借鉴融合将是工业设计的一个发展方向。TRIZ拥有一些普遍适用的创新理论及方法。工业设计专业的设计方法繁杂，没有系统性和逻辑性。TRIZ理论认为，灵感的产生不是随机的，首先把问题构造成冲突，再利用冲突解决工具进行求解。TRIZ理论中提供的一些求解工具可作为基础思路扩大设计者的思维广度，缩短设计周期。对于企业的产品迭代来说，对市场的快速反应尤为重要，利用TRIZ理论中的创意工具可在短时间内帮助设计者产生合适的创意方案，为企业创造利益。TRIZ理论将创造性活动归纳为一套有体系的科学流程。使用TRIZ工具可以培养设计者形成一种科学的思维方式。

TRIZ理论体系主要包含以下几个方面内容：①创新思维方法。TRIZ理论提供了系统的分析问题方法，比如STC算子法等。对于复杂问题，TRIZ理论提供了物质-场分析法，帮助使用者快速确认冲突所在。这些分析问题的方法帮助使用者突破思维定势，产生更大的可能性。②技术系统进化法则。TRIZ理论中提供了8种基本的进化法则，这些法则可以帮助使用者定位产品所处的阶段，并预测产品未来的发展趋势。③技术冲突解决理论。为了对确定的技术冲突进行求解，TRIZ理论提供了40条创新原理帮助使用者寻找创新的方向。④创新问题标准解法。针对不同特征的物质-场模型，TRIZ理论分别提供有不同的模型处理方法。⑤发明问题解决算法ARIZ。针对复杂的问题、矛盾及相关部件不明确的技术系统，通过一系列逻辑过程将初始问题进行细化，确定物理冲突。⑥各学科领域建立的知识库。基于各学科领域的数百万项发明专利而构建的知识库，可以帮助使用者选取合适的技术支持。本文主要对第二点和第三点与工业设计的结合进行探究。

3.1 TRIZ理论中技术系统进化法则的应用

技术系统进化法则包含8种进化模式：①S曲线进化模式。该模式为工业设计提供预测产品的进化方向。阿奇舒勒将技术系统进化模式归纳为一个S形曲线。一项创新技术在进入市场后基本上按S形的趋势发展，直到被下一项创新技术取代。在企业进行产品研发时，可以借助S曲线进化模式判断该产品在目前的市场中所处的阶段，并判断其发展方向，是否有更好的替代方案。②提高理想度模式。③子系统不均衡进化模式。④增加动态性和可控性进化模式。⑤向超系统进化模式。⑥子系统协调性进化模式。⑦向微观级和增加场应用进化模式。⑧减少人工介入进化模式。这8种进化模式对于工业设计具有指导意义，在设计产品时以这8种进化模式为基本方向可以较快地提出设计方案。

结合TRIZ理论中的8种进化模式，本文提炼出对于工业设计适用的产品进化趋势：①小型化。随着技术的发展，笨重的机器逐渐变得小巧玲珑。②多样化。当今时代物资丰富，人们对于产品的要求越来越高，当市面上某类型产品外型都是由直线构成时，人们就有了对曲线外型的追求。③多功能化。随着产品体积的缩小，产品可搭载的功能越来越多，多功能的产品更加方便人们的使用。④智能化。随着互联网技术的发展，产品越来越智能化，尽可能地降低人的劳动强度，为人们省出宝贵的时间。⑤人性化。产品的作用对象是人，考虑到人使用习惯的产品使人使用起来更加舒适。

3.2 TRIZ理论中技术冲突解决理论的应用

在工业产品进化过程中，常常会出现互相矛盾的需求，例如在设计一件产品时希望其功能越多越好，但同时需要其体积越小越好。针对这种情况，TRIZ理论将这种相反的需求定义为物理矛盾。TRIZ理论认为，解决矛盾冲突并提出新的理想解是推动产品进化的内在动力。因此TRIZ理论也提供了解决物理矛盾的方法，即构建矛盾矩阵。TRIZ理论提供的39个标准参数可以协助设计者归纳出具体的矛盾冲突，更快地构建出矛盾矩阵。这39个标准参数代表了冲突的两个方面，即使系统性能改善的参数和使系统性能恶化的参数。构建好矛盾矩阵即可使用TRIZ理论提供的40条发明原理进行求解。这些原理引导了设计者提出解决方案的方向。对于矛盾不明确的情况，TRIZ提供了物质-场模型方法协助设计者解决问题。物质-场模型可以将产品系统进行细分，帮助设计者确定根本冲突所在，然后使用76个标准解快速整理出设计创意。在工业设计过程中，灵活运用这些工具可以更好更快地整理出合理的创意方案。

3.3 基于TRIZ理论的工业设计流程

在工业设计流程中引入TRIZ理论可以提升设计效率，在较短时间内完成设计方案。引入TRIZ理论的工业设计流程图如图1所示。

图1 工业设计流程图

4 结束语

在工业设计者优化设计方案时往往会遇到各种各样的“矛盾冲突”，合理地运用TRIZ理论中的相关工具可以很好地解决这些问题。由于TRIZ理论不是专门针对工业设计而提出的理论，因此对于工业设计其基本流程依然是基础，TRIZ理论只起到辅助功能。在工业设计流程中将TRIZ理论作为参考工具使用，能够为设计者提供新的思路，两者的结合能够产生巨大的功效。

［1］余意平，杨勤.基于TRIZ理论的工业设计创新服务平台构建研究［J］.设计，2018（7）：14-29.

［2］吕忠园.TRIZ在工业设计中的应用研究［D］.北京：中央美术学院，2012.

［3］陈敏慧，蒋艳萍，吕建秋.TRIZ国内外研究现状、存在问题及对策研究［J］.科技管理研究，2015（1）：24-27.

［4］檀润华.发明问题解决理论［M］.北京：科学出版社，2004.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.08.071

2095－6835（2020）08－0160－02

王家生（1995—），男，在读硕士。

〔编辑：张思楠〕