基于TRIZ 理論與QFD 理論的多功能畫架創(chuàng)新設計*

文/黎嘉敏 曹成明（廣西桂林電子科技大學）

一、前言

目前現(xiàn)有的市場畫架分別是：三腳木質畫架、可折疊金屬畫架、油畫架等。不同類型的面架它的特性也就不同。畫架與支架可任意移動。采用的是用布條來固定畫架與支架。畫架的穩(wěn)定性、安全性比較差。以木制三角畫架為出發(fā)點.設計改造一個創(chuàng)新型的便攜式畫架.將畫架的輔助功能的距拉近,方便繪畫者揮動畫筆。運用TRIZ和質量功能展開QFD 的理論與方法,使畫架更便攜。收納架更方便的設計。采取用戶對畫架的功能需求，同時對畫架進行新的功能與新的結構設計。

二、基 于TRIZ與QFD的畫架產品造型設計模型

（一）TRIZ 與QFD與概述

T RIZ 理 論 是蘇聯(lián)以G.S.Altshuller 為首的專家。TRIZ理論常用的發(fā)明原理40多條，針對具體的技術矛盾，運用這些創(chuàng)新原理將設計的畫架表達成TRIZ問題，運用TRIZ中的工具，尋求具體的解決方案。TRIZ理論是解決問題的需求，可以突破個人的局限性，有更創(chuàng)新的設計思維。

QFD是由日本教授赤尾洋二最早提出的一種由用戶驅動的產品開發(fā)和質量保證的方法論。我國對QFD 的理論研究也在逐步深入：陜西科技大學的胡志剛教授對基于質量屋(HOQ)的縫紉機產品改良設計進行了決策研究。QFD的重點是需求轉化，通過質量屋(HOQ)在產品中將用戶的需求轉變?yōu)樵O計需求，使畫架的功能有更大的創(chuàng)新。

（二）TRIZ和QFD集成設計流程

運用TRIZ與QFD理論進行設計，QFD為畫架開發(fā)提出了準確的目標，但沒提出解決問題的方法，由專家根據(jù)經(jīng)驗或者靈感來決定的。但TRIZ是解決問題的有效工具。因此，運用TRIZ 和QFD結合，創(chuàng)建新的設計流程，第一基于QFD的用戶對畫架功能的確定，針對畫架的功能需求，分析結果作為畫架的設計功能。

針對用戶需求進行產品的功能分析產品的可行性。設計畫架質量屋的第一步是獲取用戶需求。對現(xiàn)有市場的畫架進行研究,采用QFD原理，結合畫架功能的需求質量屋轉變?yōu)楫嫾茉O計的要點，確定設計的要點存在的沖突,運用TRIZ原理，總結畫架的整體設計，解決設計草圖中出現(xiàn)的矛盾沖突，最后完成畫架的設計創(chuàng)新。

采用TRIZ和QFD理論對畫架的設計流程：第一，先構建用戶對畫架功能需求的設計要點質量屋。第二，畫架功能的需求質量屋轉變?yōu)楫嫾茉O計的要點。畫架現(xiàn)有的基礎是沒有放置顏料盒和水桶等物品，完成質量屋中的自相關矩陣，再者解決設計問題的沖突，將設計問題的沖突轉變?yōu)榧夹g沖突。QFD功能展開層次模型，總結顧客需求，畫架歸放的位置，畫架調節(jié)的高度，調節(jié)的角度等。要解決畫架的技術沖突，需要構建產品矛盾矩陣，然后，提煉出TRIZ 的合適發(fā)明原理，運用TRIZ創(chuàng)新理論的矛盾與沖突進行分析總結，QFD 原理層次分析法、用戶需求等分析的方法。最后，運用產品設計中學習到的專業(yè)知識，獲取可行的畫架的創(chuàng)新設計方案。

（三）構建畫架造型質量屋

建立畫架質量屋的第一步是獲取用戶需求。一是造型方面，用戶需求是畫架缺少輔助工具，二是在用戶體驗方面便于畫畫，能起到輔助的作用。對現(xiàn)有的畫架市場進行調研，研究主要的問題：(1)針對現(xiàn)有市場的畫架，設計一個能放調色盒、水桶、抹布、簡單備品的畫架，輔助繪畫的工具距離近，便于繪畫者揮動畫筆：(2)運用TRIZ多功能導向探索、對標分析、特征傳遞結果來調節(jié)畫架高度與角度的調節(jié)，便攜，放置物品方便的設計：(3)運用調查的信息，總結用戶的需求，對畫架的功能、顏色、便攜性、造型等進行一個新的設計。針對用戶的需求，解決畫架所存在的問題。質量屋中的用戶需求重要程度的數(shù)值能直觀地表示需求的重要性。從而確定設計目標。

（四）構建畫架的造型設計流程

運用TRIZ與QFD理論進行設計，多角度分析畫架功能的需求。畫架的功能是設計的整體，分析設計的要點，怎么樣來產生畫架輔助用戶的過程，我們運用TRIZ和QFD理論提供幫助，將解決問題的需要，再將功能設計的要點，針對用戶需求進行產品的功能分析產品的可行性。便攜式折疊多功能畫架為鋁合金三腳架結構，由互相嵌合的七個方形結構經(jīng)過折疊、抽拉、翻轉、支撐等組合方式，搭建多種作畫平臺，實現(xiàn)其多種功能。一是幾個方形結構完全折疊嵌合后，方便攜帶，進行野外寫生；二是幾個方形結構經(jīng)過抽拉、支撐，搭建成斜面，方便室內寫生、演示繪畫；三是經(jīng)過支撐、抽拉、鎖定，能搭建最高達2m 的豎直平面，方便展示繪畫作品；四是經(jīng)過支撐、抽拉、翻轉等操作，能搭建長度、高度可調節(jié)的水平位置，方便水平演示繪畫。運用TRIZ理論導向搜索，對標分析，特征傳遞，來進行畫架的功能設計。能做到畫架功能輔助用戶的過程，解決畫架與輔助之間的關系。TRIZ能解決如何做的問題，QFD能解決做什么的問題。以創(chuàng)新的設計將畫架的輔助工具都能放在合理的位置。

（五）TRIZ 和QFD畫架材料的分析

TRIZ和QFD 理論高效地解決問題是基于技術發(fā)展演化的決策問題解決工具，其核心理念是完全解決矛盾元素。TRIZ發(fā)現(xiàn)問題，QFD解決問題，針對畫架的問題，對畫架進行新的設計，框架使用鋁合金材質有色金屬結構材料，置物架利用TPU 彈性的耐磨性、承載能力、耐油、耐水、耐霉菌等特性，進行穩(wěn)定結構隔板的設計運用功能導向探索，畫架收納結構是運用傘骨結構的原理，采用金屬帶材卷制而成的可伸縮空心圓柱體桿，主要的特點是金屬帶材預先定型為具有記憶功能的小于桿體外徑的彈力卷曲層，它具有自緊的作用，對伸縮桿施加壓力的彈性勢能。

（六）TRIZ 和QFD畫架功能的分析

QFD理論是針對用戶需求產生新的思想和新的方法，針對產品的功能分析產品的可行性。結合畫架功能的需求質量屋轉變?yōu)楫嫾茉O計的要點，針對畫架功能問題，找到畫架功能存在的沖突。運用TRIZ指導畫架造型功能的設計，解決設計過程中出現(xiàn)的矛盾沖突，最終實現(xiàn)畫架的創(chuàng)新。完成質量屋中的自相關矩陣，再者解決設計問題的沖突，將設計問題的沖突轉變?yōu)榧夹g沖突。運用關節(jié)原理設計，通過折疊方式轉變?yōu)楫嫲宓脑O計，方便和節(jié)省畫架收納的體積空間。鎖鉸設計折疊結構設計中心，運用鎖鉸，將畫架的放顏料盒的置物架分成兩個部分進行折疊收納，便于畫架收納節(jié)省體積空間。

三、結論

TRIZ能解決如何做的問題，QFD能解決做什么的問題。采用TRIZ和QFD理論相結合，能找到畫架設計要點的設計方向，還能解決畫架現(xiàn)有的問題。還能提高畫架的設計效率與設計質量。本文方法論的基礎上，最終演繹的設計方案有效地畫架的產品造型美觀性、便攜式等問題，驗證了此方法的正確性和實用性。該設計方法不僅為產品造型提供了的理論指導，完成了畫架的輔助工具，提高了畫架的便攜式，簡約，美觀，為消費者提供了更多的便利。同時，也提高了自己對設計思維與方法，對產品設計專業(yè)有了進一步的了解，設計是現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。