基于TRIZ理论的个人随身系统的创新设计.doc

第十一届全国包装工程学术会议论文基于TRIZ理论的“个人随身系统”的创新设计尹洪,冷欣,程辉南昌大学,南昌 330031摘要 目前常见的并被广泛使用的个人随身电子产品的突出问题是：产品功能单一，操作系统不统一，使用方法繁杂，同时携带时较为困难。本文以TRIZ（发明问题解决理论） Theory of the Solution of Inventive Problems创新理论为指导方法，以解决上述问题为目标，设计出一种全新的个人随身电子产品“个人随身系统”。它改变了传统的电子产品使用方式，使用方法便捷、统一；同时又保持较小的外观尺寸与较轻的重量，便于携带；多功能同时开发并有效的降低生产成本。关键词: TRIZ、“个人随身系统”、 开放式操作系统、个人随身电子产品“Individual Along with System”Based on the TRIZ Theory the Innovation DesignYIN Hong , LENG Xin , Cheng Hui Nan Chang University, Nan Chang330031,ChinaAbstract: At present, common and individual electronic products prominent question is: Product function sole, does the operation is unify, application method numerous and diverse, simultaneously carries when is difficult. This article Theory of the Solution of Inventive Problems(invention question solution theory) innovates the theory take TRIZ as the line of conduct, take solves the above problem as the goal, designs one kind of brand-new individual electronic products - individual along with system”. It conveniently changed the traditional electronic products use way, the application method, has been unified; Simultaneously maintains the smaller outward appearance size with a lighter weight, is advantageous for carries; Thematic-purpose simultaneous development and effective reduces the production cost.Key words: TRIZ、Individual along with system、Open style operating system、Individual along with electronic products作者介绍: 尹洪(1962 - ),男,汉族 ,南昌大学硕士生导师,主要方向为美术学,设计艺术学。1 引 言被广泛使用的个人随身电子产品，例如：手机（蜂窝移动电话）、MP3播放器、数码相机、PDA（掌上电脑）、NOTEBOOK（笔记本电脑），由于开发的目的不同，使用的方式与场所的不同，导致了个人随身电子产品的种类繁多，使用不方便。早期人们使用不同的单一的电子产品去完成单一的任务，极为不便；进入21世纪，随着科学、经济、文化的发展，产品设计界对这些问题的重视度有所提升，出现了功能较多的个人随身电子产品（例如：带摄像，影音播放等功能的手机、采用开放式操作系统的掌上电脑），但还远远达不到“多种任务，一起解决”的理想使用状态。所不同的是，“个人随身系统”将丰富的功能融入一款设计精美、使用方便的终端，开创新模式移动电子产品。它将有效的解决传统的个人电子产品使用与携带问题，较之传统个人随身电子产品有更多优点。2 TRIZ创新的科学理论TRIZ是由俄国学者阿利赫舒列尔（G. S. Altshuller）及他的同事于1946年最先提出。1现在，国际上已经对超过250万项出色的专利进行过研究。TRIZ中的发明原理是由专门研究人员对不同领域的已有创新成果进行分析、总结，得到的具有普遍意义的经验，这些经验对指导各领域的创新都有重要参考价值。2目前常用的发明原理有40条，实践证明这些原理对于指导设计人员的发明创造具有重要的作用。当找到确定的发明原理以后，就可以根据这些发明原理来考虑具体的解决方案。应当注意尽可能将找到的原理都用到问题的解决中去，不要拒绝采用任何推荐的原理。3假如所有可能的原理都不满足要求，则应该对冲突重新定义并再次求解。TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。43 常见个人随身电子产品设计带来的问题 目前常见的并被广泛使用的个人随身电子产品包括以下5类：a.通讯产品：手机（蜂窝移动电话）等。b.影音播放产品：CD、MD、MP3、MP4播放器等。c.数字拍摄产品：DC（数码相机）、DV（数码摄像机）等。d.便携式计算机：PDA（Personal Digital Assistant， “个人数字助理”）、NOTEBOOK COMPUTER（笔记本电脑）等。e.掌上游戏机：GBA 、NDS 、PSP等。同时还有部分多功能整合的个人随身电子产品，如：PPC（Pocket PC，基于微软的Windows Mobile操作系统的一种掌上电脑）、PMP（掌上媒体播放器）、UMPC（Ultra Mobile PC超便携移动个人电脑）等。这些常见个人随身电子产品设计主要存在如下问题：同时使用几个电子产品时，携带不便，同时空间占有量大；体积、重量超出人的期望数值。产品功能单一；或是功能较多，但达不到实际使用的要求。多功能的电子产品使用时间较短，达不到长时间随身移动的使用要求。不人性化的使用方式；各种产品采用的不同的人机界面、操作系统五花八门，使用时操作复杂、繁琐。不能同时完成两种或两种以上的任务。同时要注意的是，各种人群对个人随身电子产品的实际使用要求也不一样5；例如，老年人与儿童的个人随身电子产品的使用方式和功能要求就不能和成人的统一设计，一概而论；残障人群更需要采用特殊、差异化的设计。4 “个人随身系统”运用TRIZ原理解决传统个人随身电子产品的设计不足原理是获得冲突解所应遵循的一般规律。TRIZ主要研究技术冲突和物理冲突。技术冲突是指传统设计中所说的折衷，即由于系统本身某一部分的影响，所需要的状态不能达到。物理冲突指一个物体有相反的求。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理，其前提是要按标准工程参数确定冲突,共有39条通用工程参数和40条原理可供应用。总结以上个人随身电子产品设计存在的问题，根据TRIZ理论提出的39个通用工程参数描述冲突。首先把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示，然后在冲突矩阵中找出相应的解决冲突的创新发明原理。如表1 有关个人随身电子产品工程参数的冲突矩阵：表1 冲突矩阵Tab1 Conflict matrix 变坏的工程参数 变好的工程参数2 静止物体的重量8 静止物体的体积21 功率2 能量损失26 物质或事物的数量2 静止物体的重量5/35/14/215/19/18/2218/19/28/1519/6/18/268 静止物体的体积35/10/19/1430/635/321 功率19/26/17/2730/6/2510/35/384/34/1922 能量损失19/6/18/973/387/18/2526 物质或事物的数量27/26/18/35357/18/25利用表1冲突矩阵，可以得到相应的创新发明原理并利用于“个人随身系统”，举例如下：4.1、利用TRIZ理论40个创新原理中第3个创新原理局部质量。局部质量原理的内容是：使组成物体的每一部分都最大限度的发挥作用。传统多功能的电子产品又存在使用时间较短的问题；例如，便携式计算机：PDA（“个人数字助理”）、NOTEBOOK COMPUTER（笔记本电脑）、PPC等，它们的连续使用时间比较的短，通常在4小时以内。针对于如何解决传统个人随身电子产品电池使用时间短这一致命的弱点，“个人随身系统”进行重新的开发设计，从物理与电学角度解决上述问题：1、采用新型高科技的聚合电池技术，提高电池的使用时限。2、利用人体做功、太阳能发电等相关科学技术延长电池使用时间。64.2、利用TRIZ理论40个创新原理中第5个创新原理合并。合并原理的内容是：在空间上将相似的物体连接在一起，使其完成并行的操作；在时间上合并相似或相连的操作。传统个人随身电子产品同时使用时，携带不便，同时空间占有量大；体积、重量超出人的期望数值。例如：我们往往可以看到一个人的腰上别了两个或两个以上的电子产品，显的极为不便。针对以上问题，“个人随身系统”进行重新的开发设计，将新产品所必需的多种硬件整合在一起，强调基本硬件上的不重复，从而保持产品较小的外观尺寸与较轻的重量；同时采用开放的硬件环境，可以通过增加新硬件来提升系统的硬件功能。74.3、利用TRIZ理论40个创新原理中第6个创新原理多用性。多用性原理的内容是：使一个物体完成多项功能。部分传统个人随身电子产品产品功能单一，传统多功能的电子产品的功能不能覆盖人所有的使用需要。例如：MP3播放器只能播放音乐；便携式计算机不可以象手机一样进行移动通讯。针对以上问题，“个人随身系统”进行重新开发设计，新产品采用开放式操作系统，除包含传统个人随身电子产品的全部功能外，还同时可以根据个人的不同使用需要进行系统软件功能上的增减；8从实际意义上达到“同时完成两种或两种以上的任务”、“多种任务，一起解决”等理想使用状态。根据以上设想的重新开发设计，“个人随身系统”图1应包含多个子功能系统，并可以根据不同的需要对子系统的数量与功能进行修改。“个人随身系统”应达到以下产品技术特点：产品保持较小的外观尺寸与较轻的重量，便于携带。使用方法便捷、统一；系统运行速度快，功耗低。产品使用与待机时间长，并可方便的进行电量的补充；操作系统统一并且开放、强调使用的人性化；同时可以根据不同的人群需要进行硬、软件功能上的增减。多种功能的使用，并可同时进行多任务的执行。 图 1 “个人随身系统”Fig1 “Individual Along with System”5、总 结随着经济的发展与科技的进步，人们对个人随身电子产品的功能要求在不断的增加。开发一种新的“个人随身系统”、甚至是一种新的电子产品的使用方式是势在必行的。进入2007年，中国市场上也出现了少量的符合部分人群基本使用需求的个人随身电子产品，但多数产品的设计还不完善；国内的电子产品生产厂商应该认清这一新的发展趋势，在充分研究国人的使用需求的基础上，加快加强相关的个人随身电子产品的开发的速度和力度。参考文献1 檀润华.创新设计 M. 北京：机械工业出版社，20002 杨晓丹，杨明朗，卢晓琴.基于TRIZ理论的国产手机的创新设计 J.包装工程2005 Vol.26 No.23 张敏,徐江华,杨明朗.TRIZ中的理想化对产品的创新设计研究J.包装工程, 2006 Vol.27 No.3 4 齐瑞文,