基于TRIZ理論的兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)

張滕　劉林坤　孔娜

【摘 要】TRIZ理論可以直譯為“發(fā)明問(wèn)題解決理論”，是由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒帶領(lǐng)一批學(xué)者對(duì)大量的專利文件加以搜集、研究、整理、歸納、提煉而建立的一整套系統(tǒng)化、實(shí)用的解決發(fā)明問(wèn)題的理論體系。兒童家具應(yīng)是基于兒童生理特征與心理特征進(jìn)行的設(shè)計(jì)，并能滿足兒童的生活、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)和社交方面的需求，為其提供坐、臥或支撐與貯存物品和裝飾需要的一類器具?；诖耍疚闹饕獙?duì)基于TRIZ理論的兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】基于TRIZ理論；兒童床；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

前言

TRIZ是一種建立在技術(shù)系統(tǒng)演變規(guī)律基礎(chǔ)上的問(wèn)題解決系統(tǒng)。技術(shù)系統(tǒng)演變的8個(gè)進(jìn)化法則、39個(gè)通用工程參數(shù)、40條發(fā)明原理、39×39矛盾解決矩陣、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解、發(fā)明問(wèn)題解決算法（ARIZ）以及工程知識(shí)效應(yīng)庫(kù)等一同構(gòu)成了TRIZ的理論與方法體系。利用TRIZ理論創(chuàng)新的過(guò)程如圖1TRIZ理論發(fā)明問(wèn)題的解決過(guò)程所示，TRIZ解決問(wèn)題是把專業(yè)的工程問(wèn)題轉(zhuǎn)化為TRIZ問(wèn)題，通過(guò)TRIZ工具找TRIZ解，最后通過(guò)類比轉(zhuǎn)化為特定的解決方案。

2、超系統(tǒng)的變化對(duì)兒童床的要求

3～7歲的幼兒的主要生活環(huán)境是家庭和幼兒園，有著人群細(xì)分后相對(duì)特殊的活動(dòng)空間與產(chǎn)品需求。隨著細(xì)兒園數(shù)量的增長(zhǎng)，幼兒園專用家具的設(shè)計(jì)相對(duì)滯后。

2.1幼兒園對(duì)

兒童床設(shè)計(jì)制造的要求幼兒園是童床存在的空間，從TRIZ理論系統(tǒng)分析的角度來(lái)講，幼兒園是兒童床的超系統(tǒng)。幼兒園的變化決定了兒童床設(shè)計(jì)制造需要有以下幾個(gè)趨勢(shì)。

1）幼兒園教育中對(duì)兒童成長(zhǎng)的關(guān)注，使兒童床具更加人性化。幼兒園是兒童成長(zhǎng)的重要場(chǎng)所，幼兒一天中有一半的時(shí)間在幼兒園中渡過(guò)。隨著現(xiàn)代教育理念的形成，幼兒的成長(zhǎng)得到越來(lái)越多的關(guān)注。人本化的思想貫穿始終。幼兒用具的設(shè)計(jì)對(duì)幼兒的成長(zhǎng)起到至關(guān)重要的作用，通過(guò)幼兒用具，體現(xiàn)以人為本的思想是幼兒家具、用具設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)。兒童床的設(shè)計(jì)要符合幼兒成長(zhǎng)的需求，不僅要安全，而且在尺度和使用上要切合兒童的生理要求。

2）幼兒園的集體生活中相互合作，共同成長(zhǎng)的特點(diǎn)，要體現(xiàn)在家具和床具的設(shè)計(jì)中。幼兒園是年齡相同的孩子集體生活，培養(yǎng)孩子的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神尤為重要。這種意識(shí)的養(yǎng)成不僅在課堂教育中體現(xiàn)，在日常生活中也要有相關(guān)的體現(xiàn)。在游戲和日常生活中培養(yǎng)相互合作，讓孩子共同成長(zhǎng)，是幼兒園家具設(shè)計(jì)的一個(gè)新要求。

3）幼兒的成長(zhǎng)期的特點(diǎn)，決定幼兒用具充滿趣味。好奇是人的天性，求知是人的本能。幼小的孩子可以說(shuō)個(gè)個(gè)好奇、好問(wèn)、好探究。好奇心是幼兒學(xué)習(xí)的動(dòng)力和內(nèi)驅(qū)力，是幼兒探索科學(xué)的奧秘，是將來(lái)創(chuàng)造的種子。因此，我們必須保護(hù)好幼兒的好奇心。在幼兒園家具設(shè)計(jì)上，加入趣味性，符合幼兒心理的需求。

4）幼兒園空間和利用率使兒童床具有機(jī)動(dòng)性。幼兒園的教室、通道及其他活動(dòng)空間是建筑師依據(jù)相應(yīng)的活動(dòng)流量、人體工效學(xué)和建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，而繁多的家具、教具和玩具設(shè)施，往往與有限的空間產(chǎn)生沖突。保證兒童有寬敞的活動(dòng)場(chǎng)地是幼兒園內(nèi)部環(huán)境建設(shè)要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。兒童床的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)更具有機(jī)動(dòng)性，可以嘗試進(jìn)行形態(tài)的變化，以節(jié)約空間的利用率。結(jié)合以上觀點(diǎn)。在TRIZ理論，可以找到這樣的一組矛盾。幼兒園兒童床的設(shè)計(jì)與幼兒游戲和上課的空間存在著矛盾。幼兒園的兒童床體積小，則幼兒的活動(dòng)空間相對(duì)就會(huì)變大。反之幼兒活動(dòng)的空間就會(huì)相對(duì)變小。

2.2現(xiàn)有幼兒園兒童床存在的問(wèn)題

幼兒園現(xiàn)有兒童床的設(shè)計(jì)存在著諸多問(wèn)題。如圖2（a）所示的獨(dú)立兒童床幼兒園現(xiàn)在使用中的獨(dú)立的兒童床顯然存在著占地面積大，兒童游戲?qū)W習(xí)空間相對(duì)縮小。幼兒園要有一間專門的睡房來(lái)解決幼兒午睡的問(wèn)題。這對(duì)于幼兒園，特別是私立幼兒園來(lái)說(shuō)，會(huì)影響招生人數(shù)，直接增加幼兒園的動(dòng)作成本。而對(duì)于圖2（b）所示的由柜門改變成的幼兒午睡床，存在著使用不便的問(wèn)題：做為柜子使用時(shí)，開、關(guān)柜門程序繁瑣；作為床使用時(shí)，需要展開柜門，且被褥的存放與鋪裝麻煩。因此，這兩款床的都不能滿足幼兒園的要求。

3、應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行解決兒童床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

TRIZ理論是把問(wèn)題描述成矛盾后，通過(guò)消除矛盾來(lái)解決問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)和消除矛盾是產(chǎn)品進(jìn)化和發(fā)展的主導(dǎo)力量，而找到矛盾準(zhǔn)確地定義矛盾是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。顯而易見，矛盾的雙方面是對(duì)立存在的。但一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)有很多個(gè)相對(duì)出現(xiàn)的矛盾。TRIZ進(jìn)而又把矛盾分為概括地分為管理矛盾、技術(shù)矛盾和物理矛盾3個(gè)類型。在這3種類型的矛盾中，管理矛盾是問(wèn)題的提出，技術(shù)矛盾和物理矛盾才是解決問(wèn)題的根本。

3.1應(yīng)用技術(shù)矛盾矩陣找到發(fā)明原理解

在系統(tǒng)中存在著兩個(gè)相互依存、相互制約的因素，如果改進(jìn)了其中的一個(gè)技術(shù)參數(shù)，必然會(huì)使另外一個(gè)參數(shù)惡化，這便是產(chǎn)品的技術(shù)矛盾。在TRIZ理論當(dāng)中，消除技術(shù)矛盾即改進(jìn)其中的一個(gè)參數(shù)，而不使另外一個(gè)參數(shù)惡化，則消除了技術(shù)矛盾，從而改進(jìn)的產(chǎn)品。在兒童床的設(shè)計(jì)當(dāng)中，就圖2（a）所示的床而言，由于床的占地面積過(guò)大，希望改善的因素是——讓床變小。但床變小后其強(qiáng)度就會(huì)惡化。在床的體積與強(qiáng)度之間存在著矛盾。而圖2（b）所示的床的使用面積和體積則得到了改變，優(yōu)化了幼兒園的現(xiàn)有環(huán)境，但床的使用過(guò)程序復(fù)雜。幼兒午睡要經(jīng)過(guò)的過(guò)程為：搭床→鋪床→睡覺(jué)→起床疊被→收納被褥→收床。如果保持這一產(chǎn)品的使用效果，但對(duì)使用過(guò)程進(jìn)行裁減優(yōu)化，則必然使兒童床的系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。需要介入更多機(jī)械元素。因此對(duì)于圖2（b）所示的兒童床，其系統(tǒng)的主要矛盾在使用的效率和系統(tǒng)的復(fù)雜性。根據(jù)TRIZ理論的矛盾矩陣表，查得如表1，兒童床設(shè)計(jì)解決方案創(chuàng)新原理矩陣表所示的結(jié)果。在矩陣表中，得到以下發(fā)明原理：原理9預(yù)先反作用法，原理12等勢(shì)法，原理14曲線、曲面化法，原理15動(dòng)態(tài)法，原理17多維法，原理24中介法，原理28機(jī)械系統(tǒng)的替代法。

3.2應(yīng)用發(fā)明原理進(jìn)行兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)

找到相應(yīng)的發(fā)明原理，只是對(duì)幼兒園用兒童床的設(shè)計(jì)方向提供了指導(dǎo)。具體的兒童床設(shè)計(jì)還要在原理的指導(dǎo)提示下，通過(guò)二次類比進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新再設(shè)計(jì)。綜合前文提到的原理，經(jīng)過(guò)TRIZ理論的完備性法則分析，17號(hào)、15號(hào)、28號(hào)原理具有可行性，如表2所示。根據(jù)表2中所擬定的創(chuàng)新方案，進(jìn)行了兒童的設(shè)計(jì)，完成最終的模型，如圖3所示。在床欄設(shè)計(jì)中，為了使用安全，床欄應(yīng)該高一些，但收起時(shí)，高的床欄會(huì)占用較大的空間，增加床的高度。床護(hù)欄有著高和低的兩個(gè)要求，這是典型的物理矛盾。從時(shí)間的角度看，使用時(shí)要求床欄要高，收起時(shí)要求床欄低，從時(shí)間的角度可以進(jìn)行分離。重復(fù)使用第15號(hào)原理動(dòng)態(tài)法，可以得到如圖4所示的床欄設(shè)計(jì)示意圖。

3.3兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)

該兒童床的設(shè)計(jì)，午睡使用時(shí)拉開，睡后收起的設(shè)計(jì)形式，節(jié)約了幼兒園的內(nèi)部空間。床下有輪可以移動(dòng)到任意位置。幼兒的睡具可以平鋪在床上，隨床移動(dòng)，減少了睡覺(jué)時(shí)鋪床的時(shí)間。睡覺(jué)時(shí)兒童或以從兒童床設(shè)計(jì)的梯子爬上床，也可以從低的床一級(jí)一級(jí)地上床。增加了使用方式的同時(shí)，也增加了使用的樂(lè)趣。在拉開使用時(shí)，可以由幼兒教師操作，也可以在幼兒教師的協(xié)助下由幼兒自己操作，即鍛煉了幼兒的動(dòng)手能力與鍛煉了幼兒的合作精神。

4、結(jié)語(yǔ)

兒童床有很多成人床不具備的特點(diǎn)，例如，趣味性、階段性、功能性以及安全性。在兒童床設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體需求和兒童的生理、心理、性格特點(diǎn)，直接使用這些創(chuàng)新原理，可以以最短時(shí)間得到有效的創(chuàng)造性的突破。避免了使用其他的工具中邏輯的錯(cuò)誤，縮短了時(shí)間成本，在使用效果上取得質(zhì)的飛躍。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴力農(nóng)，許柏鳴.兒童家具的用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[J].包裝工程，2015，36（22）：26—29.

[2]潘承怡，姜金剛.TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.

（作者單位：滕州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所）