TRIZ在减少人为误差原理上的应用

一. TRIZ概况

TRIZ理论是发明问题解决的理论，TRIZ的发明原理是专门研究人员通过分析不同领域的现有创新成果而获得的具有普遍意义的经验。TRIZ级数有很多工具，其中常用的是矛盾矩阵法。

发明问题解决理论的核心是技术进化原理，据此原理，技术系统一直在进化，冲突解决是其进化的动力。进化的速度随着技术系统中一般冲突的解决而降低，而使其变异的唯一途径就是解决阻碍其进化的深层次冲突。

TRIZ理论认为解决问题的难度取决于问题的描述或程式化方法，描述越清晰越容易发现问题。在TRIZ，解决发明问题的过程是一个不断描述和规划问题的过程。通过这个过程，最初问题最根本的冲突被清晰地暴露出来。在和TRIZ解决问题的过程中，设计师先把要设计的产品表达成TRIZ问题，然后使用TRIZ的工具，比如发明原理、标准解决方案等。，找出TRIZ问题的通用解或模拟解，最后设计者将该解转化为定义域解或特殊解。

二.减少人为错误原理概述

① 原理描述

通过改进所用产品的内部或外部结构建模，可以减少产品带来的工作量，减少工作环境的影响，提高产品的人机效率，降低人为失误率。产品设计不佳，在使用时，会因姿势不适等原因，从而大大增加出错率。

②矛盾矩阵

TRIZ理论描述与39种规格特性的矛盾。在实践中，首先，构成矛盾的双方的内部表现应该用39个特征中的2个来表示。目的是将实际设计中的矛盾转化为规范的技术矛盾。利用矛盾矩阵理论原理，可以看出，用户使用产品时人为错误矛盾恶化最重要的一方是信息的丢失，而需要改进的一方是提高产品的可靠性。

三.原理示例分析

1.汽车座舱人机界面的实际矛盾

随着越来越多的新技术引入现代汽车设计，人机操作界面变得越来越复杂。然而，复杂的操作空间可能会让用户难以在短时间内做出准确判断，从而带来安全性、可靠性等一系列问题。所以矛盾的恶化在于产品的可操作性。在TRIZ减少人为错误原理的指导下，汽车的内饰设计得到改进。复杂的产品设计往往会带来繁琐的操作，因此汽车座舱的设计要注重用户的可操作性，从而做出快速准确的判断，减少操作不方便带来的人为失误。

2.汽车座舱人机界面的矛盾如何设计和解决？

①首先是仪表盘的设计。

随着人机工程学的不断发展，现代汽车仪表板设计大多采用指针读数，以信息图像为特征，能够持续、直观地反映信息的变化趋势。但在指针式仪表盘的设计中，开窗式表盘是最好的，其读数误差率为0.005；实验结果表明，指针的长度对读数误差有很大的影响。当指针与刻度线的距离超过6mm时，距离越大，读数误差越大。从6mm开始，越接近0，读数误差越小。同时，指针应尽可能靠近表盘，以减少读数的视差。随着电子信息技术的不断进步，越来越多的高档汽车仪表采用电子显示屏。这种仪器具有显示简单、直接、准确、读取速度快、错误率低、视觉疲劳少的特点。在现代汽车设计中，为了解决操作矛盾，使操作者更快更准确地判断仪表，设计者会考虑使用简单直接的电子显示屏进行仪表显示。

其次是控制界面。

车内有很多控制界面，如按钮、方向盘、操纵杆、脚踏板等。基于TRIZ减少人为错误的原则原理，设计师在设计这些界面时，应充分考虑人体工程学中人手、脚和手臂长度的平均值。在控制区按钮的设计中，应根据操作按钮的重要性，使用频率来确定其排列优先级；常用的控制器要求身体不活动，上臂轻微移动，主要由前臂操作，在自然下垂状态下分布在上臂肘部周围，活动前臂为手的操作区域，如变速杆的设计；常用的机械手要求身体不动，上臂微动，主要靠前臂运动来操作，上臂微动时分布在手的操作区域。一般的机械手需要身体通过上臂和前臂来移动和操作，当移动上臂和前臂时，上臂和前臂分布在手的操作区域，以躯干的肩部为中心。重要和不常见的机械手需要身体活动，这些活动分布在躯干活动时手可以触及的区域。脚控制器应布置在正中矢状面内操作者脚的一侧，距中央矢状面75 ~ 125 cm。调整座椅后，使大腿与小腿的夹角为90° ~ 110°，便于操作。如果需要用力踩踏板，夹角要增加到160°。不操作时，双脚要有足够的自由活动空间。

在控制器中设计按钮时，建议一个手指操作的按钮之间的间隔距离为50d/mm，每个手指操作的间隔距离为12d/mm；；在旋钮设计中，单手操作的间隔距离为50d/mm。

有了TRIZ理论，设计师可以更精准地发明产品设计中的矛盾。这些设计矛盾不断被创造和改进，以使用户更舒适、更安全地使用产品。

四.结束语

实践证明TRIZ理论对创新发明具有普遍适应性，合理利用可以大大加快人们发明创造的进程，获得高质量的创新产品。它可以帮助我们系统地分析问题情况，快速发现问题的本质或矛盾，准确确定问题探索的方向，帮助我们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视野分析问题，进行逻辑和非逻辑的系统思维，根据技术进化规律预测未来发展趋势，开发出具有竞争力的新产品。