創(chuàng)新原理在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

盧淑嫻*

（武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，湖北武漢，430070）

引言

任何一種新產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)分析、產(chǎn)品策劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品上市和產(chǎn)品退市這六個(gè)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品整個(gè)生命周期中最重要的環(huán)節(jié)占據(jù)很重要的地位。而產(chǎn)品創(chuàng)新又是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)所在。將TRIZ理論運(yùn)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)這個(gè)領(lǐng)域中，可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)這個(gè)過(guò)程應(yīng)得有規(guī)律可循，提供一個(gè)切實(shí)可行的方向。

1 TRIZ理論

TRIZ理論是由阿奇舒勒將數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的專利文獻(xiàn)和自然科學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和重組[1]，形成的一套系統(tǒng)化的、解決發(fā)明問(wèn)題的理論和方法體系，它可用于不同的技術(shù)領(lǐng)域。TRIZ理論與傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法（如頭腦風(fēng)暴法、形態(tài)分析法等）相比，它更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)門RIZ理論揭示了創(chuàng)新開發(fā)的內(nèi)在規(guī)律和原理。在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，TRIZ理論是有規(guī)律可循的，不再是隨機(jī)的行為。另外，它能幫助設(shè)計(jì)者系統(tǒng)的分析問(wèn)題，著應(yīng)于解決系統(tǒng)中存在的矛盾，取代回避矛盾，最終獲得最優(yōu)解、理想解。一些實(shí)踐告訴我們，學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用TRIZ理論可以大大縮減發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)度，從而提升產(chǎn)品的創(chuàng)新水平。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，特別是產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中是占據(jù)重要地位的，因?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)離不開創(chuàng)造性思維活動(dòng)，設(shè)計(jì)的內(nèi)涵就是創(chuàng)造。目前，人們?cè)趧?chuàng)新實(shí)踐中發(fā)明了許多積極思維的方法和設(shè)計(jì)理論，傳統(tǒng)的思維方法有：頭腦風(fēng)暴法、試錯(cuò)法、列舉法、設(shè)問(wèn)法等；TRIZ創(chuàng)新思維方法有：九屏幕法、小人法、金魚法、最終理想解等；設(shè)計(jì)理論有:Akao的質(zhì)量功能布置,Palh及Beitz的普適設(shè)計(jì)方法學(xué),Sub的公理性設(shè)計(jì)等[2]。上面也提到，相比TRIZ創(chuàng)新設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維沒(méi)有太多的規(guī)律可循，沒(méi)有經(jīng)試的設(shè)計(jì)者實(shí)施起來(lái)會(huì)有一定的難度，而TRIZ創(chuàng)新理論對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)思路有明確的指導(dǎo)性，避免了耗費(fèi)大量的人應(yīng)、物應(yīng)、財(cái)應(yīng)和時(shí)間，讓創(chuàng)新設(shè)計(jì)不再是一個(gè)空洞的概念。

3 基于創(chuàng)新理論的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)例

從TRIZ理論中40個(gè)創(chuàng)新原理中選取6個(gè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中運(yùn)用最多、最典型的原理進(jìn)行分析，用若干實(shí)例來(lái)研究創(chuàng)新原理在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

3.1 分割原理的運(yùn)用

分割原理是將對(duì)象分為多個(gè)彼此獨(dú)立的部分、或?qū)?duì)象分成容易組合或拆卸的部分和增加對(duì)象的分割程度。

可調(diào)節(jié)功能性百葉窗是運(yùn)用分割原理中增加物體的分割程度的典型實(shí)例。用可調(diào)節(jié)的百葉窗代替整幅大窗簾，它的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)調(diào)節(jié)窗葉的角度可以調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線，如圖1所示?？刹鸷系募揖咄瑯右策\(yùn)用了這個(gè)原理，將家具模塊化可以提供非常高的拆分自由度和可擴(kuò)展性。這種可拆裝式的家具突破了以往框架式家具的固定與呆板，充分的發(fā)揮了人的想象空間。可拆卸家具同時(shí)也運(yùn)用到了創(chuàng)新原理中的組合原理，組合合并空間上的同類的物體（家具）和操作。分割原理的使用技巧為，如有因?yàn)閷?duì)象體積重量過(guò)大而不便于利用，則可將其分割拆分，形成容易組合的部分，這樣每個(gè)被分割的部分就可以方便利用。

圖1 百葉窗

圖2 美國(guó)OXO便當(dāng)盒

圖3 嵌套式桌子

3.2 局部質(zhì)量原理的運(yùn)用

局部質(zhì)量原理是將物體、環(huán)境或外部作用的均勻有構(gòu)，應(yīng)為不均勻的、或讓物體的不同部分，各具不同的功能和讓物體的各部分，均處于完成各自動(dòng)作的最佳狀態(tài)[3]。

在多格餐盒中，利用間隔區(qū)的劃分可分別存放熱、冷食物和湯等。例如美國(guó)OXO便當(dāng)盒，是讓兩大一小容器進(jìn)行交叉組合，不同的食物被分類擱放，食物的味道也就不會(huì)被混合，如圖2所示。它比普通的便當(dāng)盒安排更加合理，設(shè)計(jì)更加精致，可以讓用餐者充分享受用餐時(shí)間。使用這個(gè)原理時(shí)重點(diǎn)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中資源的最優(yōu)配置。

3.3 維數(shù)變化的運(yùn)用

一維應(yīng)多維，是一種突破思維有制的創(chuàng)新原理，如有物體的布局在本維度比較困難，或者能應(yīng)有有，也可以過(guò)渡到更高的維度上，從而可以獲得更高的布局能應(yīng)[3]。想要達(dá)到更好的效有，可從以下幾個(gè)方向入手。

一是從一維空間的物體應(yīng)到二維空間或三維空間中的物體。例如，想要在一個(gè)手機(jī)端界面中，展現(xiàn)更多的分類內(nèi)容，而為了避免擁擠，我們可以把不同的內(nèi)容在虛擬的三維空間中進(jìn)行分布。

二是將物體用多層排列代替單層排列。作用是可以充分利用物體可能的表面。例如立式旋轉(zhuǎn)插座，它是將多個(gè)多空插座排成一列，在一列插座的一邊添加一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，其中每個(gè)插座可以以軸為圓心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)空間的錯(cuò)位增加其可使用的多樣性。

三是使物體傾斜或改應(yīng)其方向。傾斜茶杯是芬蘭品牌Magisso設(shè)計(jì)的一款茶杯。它的創(chuàng)意點(diǎn)就在杯子的杯底，杯底被切掉了兩個(gè)斜角，形成了兩個(gè)平面。杯中放置了一個(gè)可拆卸的濾網(wǎng)，間隔小的一邊可以放置茶葉。杯底的兩個(gè)角度的傾斜可以切換茶葉浸泡和茶水分離兩種狀態(tài)，這個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅可以方便調(diào)節(jié)茶的濃淡，還可以增加茶與品茶者之間的互動(dòng)之樂(lè)。

跳出既定的思維或利益格局，在更高的維度上思考一些問(wèn)題，往往會(huì)獲得更加寬廣的視野，更加全局的信息，對(duì)看清問(wèn)題的本質(zhì)或者內(nèi)置具有更好的效有。另外，可以綜合性能，可靠性，安全性等維度，可以獲得更為全面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。一維應(yīng)多維的重點(diǎn)是突破空間有制，實(shí)現(xiàn)更多功能或者消除某一種功能矛盾。

3.4 自服務(wù)的運(yùn)用

自服務(wù)原理物體是物體在實(shí)施輔助和維修操作時(shí)，必須能自我服務(wù)，或利用廢棄的材料和能量[3]。如有一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中需要進(jìn)行輔助和維護(hù)操作時(shí)，最好不要借助于外界（系統(tǒng)），而是自己就能完成，這樣可以減少成本（包括時(shí)間，材料，能耗等）。

自發(fā)電照明燈是運(yùn)用自服務(wù)原理典型的例子，例如一款由設(shè)計(jì)師Chen Wei & Lu Yanxin設(shè)計(jì)的名叫長(zhǎng)頸鹿仿生路燈的自發(fā)電路燈，這款路燈不僅可以利用太陽(yáng)能電池板給自身充電，還可以利用秋千擺動(dòng)的勢(shì)能給自身充電，可以說(shuō)是充分利用了自服務(wù)這個(gè)原理。在這個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，除了對(duì)本原理的利用，還用到了應(yīng)害為利原理，因?yàn)檫^(guò)度的太陽(yáng)紫外線對(duì)人體皮膚有害，而將這些紫外線加以利用，既消除了系統(tǒng)的有害因素，又能節(jié)省能源。

自服務(wù)原理著重于讓系統(tǒng)對(duì)象最大有度減少對(duì)外界系統(tǒng)的依賴，通過(guò)自身能量的轉(zhuǎn)換來(lái)完成這個(gè)自服務(wù)的過(guò)程。利用廢棄的材料、能量與物質(zhì)的自服務(wù)可以與前面一種相互使用。另外，利用廢棄的材料和能量單獨(dú)作為一個(gè)原理會(huì)更好，可以和利用新材料形成一個(gè)原理對(duì)，能更好的理解和掌握原理。

3.5 多用性原理的運(yùn)用

多用性原理指的是將不同的功能或非相鄰的操作合并，使一個(gè)對(duì)象能夠執(zhí)行多種不同的功能，從而使其他只具有單一功能的對(duì)象成為多余，進(jìn)而可以將其他對(duì)象裁減掉。

例如，多功能牙刷，牙刷柄內(nèi)可儲(chǔ)存牙膏的牙刷。牙刷是用來(lái)刷牙的工具，牙刷柄內(nèi)的空間，可用來(lái)儲(chǔ)存牙膏，首先需要提前把牙膏擠在握柄里，然后按動(dòng)按鈕，牙膏就會(huì)在刷毛處被推出。一支牙刷除能用來(lái)清潔牙齒之外，還有存儲(chǔ)牙膏的功能，在減少環(huán)境污染的同時(shí)讓有類似需求的人們節(jié)約旅行包里的空間。再如多功能叉勺，看上去是由一個(gè)刀一個(gè)叉，當(dāng)?shù)恫嫫春掀饋?lái)后又可以當(dāng)筷子使用。當(dāng)系統(tǒng)對(duì)象具有多種功能時(shí)，多用性原理可以讓系統(tǒng)內(nèi)部有更多的相互協(xié)作可能和提高增值的機(jī)率。

3.6 嵌套原理的運(yùn)用

嵌套原理是把一個(gè)物體嵌人另一個(gè)物體，然后將這兩個(gè)物體再嵌入第三個(gè)物體，以此類推[3]。

嵌套式桌子就像拼積木一樣，通過(guò)堆疊組合可以應(yīng)換各種造型，從而改應(yīng)它的功能。嵌套式桌子里每一個(gè)桌子部件大小都不一樣，尺寸規(guī)格都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的。如圖3所示，不使用柜子時(shí)，可以堆疊到一起，節(jié)省空間；使用時(shí)可以拼湊出不同的造型，不同的空隙可以用來(lái)盛放不同的物品，從而使空間利用最大化。另外，你還可以把每個(gè)桌子都拆分開來(lái)，每一個(gè)桌椅也是一個(gè)單品。二合一旋轉(zhuǎn)打蛋器是一個(gè)更具有創(chuàng)新思維的嵌套設(shè)計(jì)，把它旋轉(zhuǎn)開時(shí)是一個(gè)普通的打蛋器，把它旋轉(zhuǎn)成平面時(shí)可便于收納，另外它還可以進(jìn)行拆分，方便清洗。

嵌套原理的運(yùn)用主要是為了節(jié)省空間，提高利用率。使用嵌套原理時(shí)可以嘗試不同方向上的嵌套，例如水平方向、垂直方向和旋轉(zhuǎn)等。

4 有束語(yǔ)

面對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí)，TRIZ創(chuàng)新理論給設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)解決問(wèn)題的思路，將其原理合理的運(yùn)用到產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)當(dāng)中，同時(shí)也大大縮減產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)前期思考時(shí)間，使產(chǎn)品創(chuàng)新在開發(fā)上更具有效率。創(chuàng)新原理在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中運(yùn)用十分廣泛，基本上所有的創(chuàng)新產(chǎn)品都能在創(chuàng)新原理中找到原型。通過(guò)對(duì)上述基于創(chuàng)新理論的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)例研究，可以分析出每個(gè)創(chuàng)新原理既可以獨(dú)立存在設(shè)計(jì)中，也可以搭配有合使用，從而創(chuàng)造出更多創(chuàng)新的可能。