3.7.1 基于TRIZ集成创新设计的优势
TRIZ发明问题的解决理论的优点是能够为设计过程中遇到的冲突提供原理解。但其理论结构较为松散,且TRIZ理论解决的一般是已经出现的问题。功能分析是将用户需求映射到功能上,通过功能分析可明确现有产品各组件结构的功能及功能间的相互关系,发现原设计中的缺陷和不足,找到问题所在。因此,功能分析可视作TRIZ“做什么”的补充,如果把这两种设计方法有效地集成并应用于产品的创新设计上,就能实现它们的优势互补。
因此,将TRIZ与其他创新理论相结合,建立产品设计的集成创新模型,使产品设计过程规律化、系统化与模型化,具有重要的现实意义和理论研究价值。例如,TRIZ与公理化设计(AD)相结合的集成创新可以为设计过程提供一个良好的构架,让设计者有清晰的设计流程,并且信息公理可以指导设计人员通过方案评价来选择最终方案;TRIZ与质量功能展开(QFD)相结合的集成创新可以帮助设计人员从顾客需求的角度确定要设计出的产品需满足的功能结构;TRIZ与约束理论(TOC)相结合的集成创新可以帮助设计人员更清晰地确定需要解决的冲突问题。
特姆尼科吉(Temninkoj)博士、金莹、高清振前后创建了以QFD、TRIZ和田口方法为基础的产品设计模型,综合了三种设计方法的优势;石贵龙提出一种“基于QFD的质量屋工具,把TRIZ当作问题解决工具并将田口方法中的损失函数作为度量标准的问题解决理论”,使产品凭最小的风险可以满足顾客需求,解决产品参数上的问题,使产品性能更稳定;纪国华提出了将TRIZ理论当作各种冲突的解决工具,利用工艺设计(CAPP)加强工艺编制质量与效率,基于QFD分析得出的各种参数特性,依托实验设计(DOE)优化参数组合,四者相结合引导产品创新设计全过程。
马怀宇利用QFD、功能分析(FA)和TRIZ三种方法,对从需求分析到生成方案的设计流程,给出了具体的方法和工具处理各个环节的问题;针对已有产品的改良创新设计,钱炜苗提出一种功能分析(FA)和TOC共同作用来辅助TRIZ的产品改进方法;李阳提出一种绿色设计模型,即用TOC找出问题,用TRIZ解决问题,用实例推理(CBR)将特殊解转化为具体解;张建军提出使用TOC发现影响产品的重要矛盾,并用TRIZ找出解决问题的通用办法,最终结合模糊评价理论得出此问题的最优解。
针对比较完整的产品开发创新流程、产品功能确定、原理设计、方案选择评价,张翔建立了公理化设计、系统化设计和TRIZ理论的集成设计模型,对三种方法的缺陷进行互补,进一步改善了设计方法体系;徐起贺则以TRIZ理论为设计原理框架,用QFD得到用户需求与产品技术之间的联系确定产品功能,用基于实例推理的方法解决了将TRIZ解的模型转化为工程解的难题;刘晓敏通过集成各种设计方法,如TRIZ、未预见发现(UXD)、约束理论、类比设计(ABD)等,创建了一种产品创新概念设计集成过程模型,最终完成产品设计。
大量的应用研究实例表明,TRIZ更多的是帮助设计人员解决设计过程中出现的具体问题,但是没有给出具体方法以指导产品开发设计人员找出设计中存在的冲突,也没有具体的产品开发设计流程,同时面对复杂多层次问题,TRIZ也没有合适的工具。本节重点阐述TRIZ功能创新理论与AD、QFD、TOC、KANO和发明原理使用频次结果集成或融合创新设计的理论和方法。AD、QFD、TOC等这些创新设计方法能很好地解决“做什么”的问题,因此将TRIZ与其他创新理论相结合,建立产品设计的集成创新模型,具有重要的理论与实践价值。
基于TRIZ的产品设计集成创新方法的研究,一是尽量细化模型操作步骤,让大多数工程技术人员很容易学习这种整合的理论并尽快地运用到生产实践中去;二是尽量挖掘TRIZ本身的开发产品的能力以强化它自身的功能,减轻设计人员为了研发新产品而学习过多创新方法的负担;三是TRIZ创新设计理论与其他创新理论与方法相结合,以期开发出一套适用于大多数创新设计及产品开发的集成创新方法,这就是对未来基于TRIZ的产品设计集成创新方法的展望。