基于TRIZ的机械产品创新设计研究

1.TRIZ问题解决过程

解决工程问题时，可以使用TRIZ的一种或多种工具。应用TRIZ的第一步是分析给定的问题；如果发现矛盾，运用原则解决；如果问题很清楚，但你不知道如何解决，应用效果来解决；第三种选择是预测创新的技术体系演变过程。之后就是评估，确定是否满足要求。如果满足要求，将进行后续设计工作；否则，问题将被重新分析。

2.螺丝刀产品创新-基于TRIZ

①明确设计要求，确定功能。

对产品的要求如下:手动螺丝刀使用方便灵活；有创意，可以增加市场竞争力。首先考虑螺丝刀，其主要功能是锁紧和拆卸螺丝的工作原理和应用现状。因此，以“力”、“时间损失”和“可操作性”为改进的工程特性，旨在快速省力地锁定或拆除螺钉是一个非常准确的产品设计方向。

②建立基本功能模块。

选择最具代表性、功能最基本的产品作为基础，建立该类产品的基本功能模块，然后利用创新规则在功能模块中增加新的功能，生成新的概念设计。选择最常见的螺丝刀带棘轮的建立其功能模型，将与棘轮相关的组件作为一个子系统作为一个组件来考虑，不考虑棘轮中相关组件之间的关系，只考虑整个子系统组件提供的有益功能和有害功能。

③功能组件模块的建立和添加

对于特定的产品，首先，需要改进的工程特性是由设计要求决定的；其次，找出与工程特性相对应的创新规则；最后，将经过深思熟虑的新方法组件模块存储在数据库中，集合成为“功能组件数据库一”。TRIZ以“分割”为例，对这一规律的解释是:把一个物体分成独立的部分；将物体分成易于组装和拆卸的部分；增加对象相互独立的程度。考虑到工程特性“力”有待提高，得出了新的思路。如果从螺丝刀头中分离出一个可以作为力臂的部件，就可以有效增加使用中的扭矩，即根据设计要求确定具体的工程特性，进而产生新概念的内涵。

④将基本功能模块与功能组件模块相结合。

利用早先建立的螺丝刀设计所用的产品功能模块数据库和功能组件模块数据库，用TRIZ设计软件进行产品的概念设计。这方法就像是在堆木头。首先，选择一个大的构件(基本产品功能模型)作为基础；然后选择各种小积木(功能组件模块)进行堆叠；最后确定堆叠位置(连接功能和组件)，用排列组合的概念生成大量新设计。添加功能组件模块后，利用软件进行裁剪，对组合生成的新产品功能模型进行优化，得到最终所需的概念设计。

⑤ 创新设计软件的评估和切割功能

产品功能模型和功能组件模块组合生成初步的创新功能模型后，应对新功能模型的组件值进行评估和裁剪，以消除功能和组件之间的任何连接可能导致的矛盾。功能级别与功能模型中各个组件的连接状态相关，问题严重程度需要通过功能模型中各个问题的功能级别来计算，系统会在软件中为用户自动计算。

⑥ 创新设计结果

通过链接和剪枝相结合得到的创新函数模型，考虑其组件和功能之间的可能性，设计了创新产品。该组件取代了原有握把的功能，握把和棘轮组件通过机构转动副连接，因此当用户握持握把并转动时，可以增加扭力锁紧螺丝，发挥功能模块想要带给新产品的功能，符合设计目的。

结论:

选择螺丝刀作为应用实例，利用TRIZ进行设计，得到创新的设计结果。实例证明，TRIZ方法确实可以帮助设计师设计机械产品创新，从而为产品创新设计提供了新的设计方法和解决思路。基于创新设计的机械产品可以充分发挥设计师的创造力，利用人类的相关科技成果进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性和实用性的机构或机械产品。强化技术创新，发展高新技术，实现产业化，对提高我国国际竞争力具有决定性意义。