基于TRIZ的机械产品突破性创新设想产生过程研究

杨树成 刘尚 陈博 梁佳慧

摘 要：  生产性企业技术和管理创新的重要载体是产品创新，产品创新是技术和管理创新的最终体现，是企业稳健发展、锻造核心竞争力的基础性工作。机械行业作为国民经济发展的重要支柱和国家制造业的重要代表，其行业的不断创新将有力支撑着国民经济的快速发展和国家的科技水平的提升。作为专门研究创新和产品概念设计的理论，TRIZ（发明问题解决理论）为机械工程问题的解决提供独特的工具，在机械产品研发与创新方面具有重要的价值意义。

关键词：  TRIZ;机械产品;创新设计

中图分类号：  TH122          文献标识码：  A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.016

在科技日新月异的发展时期，技术变革和创新的周期越来越短，机械产品的技术含量在不断提升，主要表现在机械产品的智能化程度在提升，产品研发的周期越来越短，产品创新的力度在不断地加大。机械产品的创新有其独特之处，通过思考、推理和验证以及非數据的计算来开展创新活动，是创新过程的新途径，只有不断地实施创新活动，才能从根本上做到产品创新，才能在产品的质量、性能以及价格方面获取不可替代的竞争优势。TRIZ是指发明问题的解决理论，具有很强的目的性和实践性，是一种科学化、系统化的发明工程理论，具有很强的实践指导意义。主要针对出现的问题加以分析考虑，寻找解决问题的矛盾，研判问题归属于技术矛盾还是物理矛盾，再运用相应的解决方式处理掉问题。TRIZ理论和方法在机械产品创新中具有广阔的运用价值空间。

1 TRIZ在机械产品创新中的应用

机械产品的创新是指利用设计者的创造力，借鉴相关科学技术成果进行创新性研究，最终设计出具有一定新颖性和实用性的产品过程。进行任何创新都会遇到相应的困难，在进行机械产品创新时，技术问题的解决是关键，因为有好的想法必须在技术条件能达到的情况下才能实现。TRIZ理论提供解决技术问题的科学原理，并指明了解决技术问题的研究对策。重视创新设计是机械产品长盛不衰的秘诀，是机械企业赢得竞争力的关键。

2 基于TRIZ的机械产品创新分析—以螺丝刀为例

2.1 TRIZ解决问题的流程

在遇到工程问题需要解决时，需要使用的工具可能很多，TRIZ也许只是其中的一种。采用TRIZ，第一步就是对遇到的问题进行分析，发现是否存在矛盾，可否运用原理去处理。如果问题已经清楚了，但是技术解决不了，可以运用效应去解决。第三种选择是对创新的技术系统进行进化过程的预测。之后是评价，确定是否满足要求。假如能满足要求，再进行下面的设计工作，如果还不能满足要求，就再次对问题进行分析，如此反复循环进行。

2.2 以螺丝刀为例—基于TRIZ的创新

此文以人们常用的手动螺丝刀为例，通过实际的案例来说明机械产品的改进与创新研发的方式方法。

2.2.1 根据需求和功能设计

具体就螺丝刀而言，对其有两个要求。第一个是灵活方便;第二个是增强创意性，提升吸引力和竞争力。在分析螺丝刀操作原理和使用情况的基础上，明确螺丝刀的功能主要是锁紧和拆卸螺丝，然后把设计目标确定为快速有力地锁紧或者拆卸螺丝，这样就指明了螺丝刀的设计需求。省力省时就成为改进的工程特性。

2.2.2 建立基础功能模块

建立基础功能模块，首先选定的产品要有代表性，在功能上比较单一，然后组建这个产品的基础性功能模块，发挥创新思维能力给产品增加新的功能，促进新的概念设计的产生。以最为常见的螺丝刀为模式，找出各个组件之间的内在关系和功能用途，在新的设计概念指导下，考虑如何提升整个系统组件的功能与优势。

3 创新设计产品的评估与修剪功能

在产品功能模型和组件模块组合的时候，产品初步的创新功能已经定型，这就需要对新产品的新功能以模型来进行价值的评估修剪，解决好任意连结;连结功能与组件所能产生的问题，产品的性能与各组件的连结情况相关，产品的问题解决依靠于功能模型的等级计算，而软件就会自动计算出其结果。

4 创新设计结果

在组合连接修剪之下所产生的新功能模型，就要认真考虑组件可否实现其预想功能，设计出更加新颖的产品。组合新的连接产生了新的功能，取代原有的功能，以机械旋转的方式连接而成的组件，使用者在握住时要加速转动，就容易增加力量锁紧螺丝，充分发挥了功能模块给新产品带来的功能，符合了预想的设计目的。

5 结论

以生活中常见的螺丝刀为例子，用TRIZ进行产品设计，得到创新性的设计产品。经过试验验证，TRIZ方法的确有助于机械设计者实现产品设计创新，对产品的优化设计和创新改造提供一种新的模式和处理办法。

机械产品创新设计能够很好地激发设计者的想象力，在借鉴人类已有的科技成果基础上进行创新性思维，努力使产品更具有新颖性，更具有实用性。机械类企业应该增强技术研发的力度，加快技术创新，走内涵式发展道路，推动科技成果转化，努力实现其产品的产业化，提升我国机械行业的整体竞争力。

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