解決工程問題時,可以使用TRIZ的一種或多種工具。應用TRIZ的第一步是分析給定的問題;如果發(fā)現(xiàn)矛盾,運用原則解決;如果問題很清楚,但你不知道如何解決,應用效果來解決;第三種選擇是預測創(chuàng)新的技術體系演變過程。之后就是評估,確定是否滿足要求。如果滿足要求,將進行后續(xù)設計工作;否則,問題將被重新分析。
①明確設計要求,確定功能。
對產(chǎn)品的要求如下:手動螺絲刀使用方便靈活;有創(chuàng)意,可以增加市場競爭力。首先考慮螺絲刀,其主要功能是鎖緊和拆卸螺絲的工作原理和應用現(xiàn)狀。因此,以“力”、“時間損失”和“可操作性”為改進的工程特性,旨在快速省力地鎖定或拆除螺釘是一個非常準確的產(chǎn)品設計方向。
②建立基本功能模塊。
選擇最具代表性、功能最基本的產(chǎn)品作為基礎,建立該類產(chǎn)品的基本功能模塊,然后利用創(chuàng)新規(guī)則在功能模塊中增加新的功能,生成新的概念設計。選擇最常見的螺絲刀帶棘輪的建立其功能模型,將與棘輪相關的組件作為一個子系統(tǒng)作為一個組件來考慮,不考慮棘輪中相關組件之間的關系,只考慮整個子系統(tǒng)組件提供的有益功能和有害功能。
③功能組件模塊的建立和添加
對于特定的產(chǎn)品,首先,需要改進的工程特性是由設計要求決定的;其次,找出與工程特性相對應的創(chuàng)新規(guī)則;最后,將經(jīng)過深思熟慮的新方法組件模塊存儲在數(shù)據(jù)庫中,集合成為“功能組件數(shù)據(jù)庫一”。TRIZ以“分割”為例,對這一規(guī)律的解釋是:把一個物體分成獨立的部分;將物體分成易于組裝和拆卸的部分;增加對象相互獨立的程度。考慮到工程特性“力”有待提高,得出了新的思路。如果從螺絲刀頭中分離出一個可以作為力臂的部件,就可以有效增加使用中的扭矩,即根據(jù)設計要求確定具體的工程特性,進而產(chǎn)生新概念的內涵。
④將基本功能模塊與功能組件模塊相結合。
利用早先建立的螺絲刀設計所用的產(chǎn)品功能模塊數(shù)據(jù)庫和功能組件模塊數(shù)據(jù)庫,用TRIZ設計軟件進行產(chǎn)品的概念設計。這方法就像是在堆木頭。首先,選擇一個大的構件(基本產(chǎn)品功能模型)作為基礎;然后選擇各種小積木(功能組件模塊)進行堆疊;最后確定堆疊位置(連接功能和組件),用排列組合的概念生成大量新設計。添加功能組件模塊后,利用軟件進行裁剪,對組合生成的新產(chǎn)品功能模型進行優(yōu)化,得到最終所需的概念設計。
⑤ 創(chuàng)新設計軟件的評估和切割功能
產(chǎn)品功能模型和功能組件模塊組合生成初步的創(chuàng)新功能模型后,應對新功能模型的組件值進行評估和裁剪,以消除功能和組件之間的任何連接可能導致的矛盾。功能級別與功能模型中各個組件的連接狀態(tài)相關,問題嚴重程度需要通過功能模型中各個問題的功能級別來計算,系統(tǒng)會在軟件中為用戶自動計算。
⑥ 創(chuàng)新設計結果
通過鏈接和剪枝相結合得到的創(chuàng)新函數(shù)模型,考慮其組件和功能之間的可能性,設計了創(chuàng)新產(chǎn)品。該組件取代了原有握把的功能,握把和棘輪組件通過機構轉動副連接,因此當用戶握持握把并轉動時,可以增加扭力鎖緊螺絲,發(fā)揮功能模塊想要帶給新產(chǎn)品的功能,符合設計目的。
結論:
選擇螺絲刀作為應用實例,利用TRIZ進行設計,得到創(chuàng)新的設計結果。實例證明,TRIZ方法確實可以幫助設計師設計機械產(chǎn)品創(chuàng)新,從而為產(chǎn)品創(chuàng)新設計提供了新的設計方法和解決思路。基于創(chuàng)新設計的機械產(chǎn)品可以充分發(fā)揮設計師的創(chuàng)造力,利用人類的相關科技成果進行創(chuàng)新構思,設計出具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性的機構或機械產(chǎn)品。強化技術創(chuàng)新,發(fā)展高新技術,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,對提高我國國際競爭力具有決定性意義。