摘要：創(chuàng)造思維能力是創(chuàng)新能力的核心，是人類思維的—種高級(jí)形態(tài)，是為解決某種問題產(chǎn)生新設(shè)想并獲得成功實(shí)施的思維系統(tǒng)。產(chǎn)品創(chuàng)新主要取決于概念設(shè)計(jì)，它的核心是產(chǎn)生新的、有競(jìng)爭(zhēng)力的工作原理。由前蘇聯(lián)發(fā)明家Genrich s.Alfshuller等人提出的TRIZ理論，起源于對(duì)全世界專利的深入研究與分析，既實(shí)用，可操作性又強(qiáng)。運(yùn)用基于TRIZ理論體系上的創(chuàng)新方法到產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際中去，不僅易于幫助我們發(fā)現(xiàn)問題解決問題，而且它的效果更易于預(yù)測(cè)，方法亦能重復(fù)使用，更為科學(xué)化。從而可以提升設(shè)計(jì)人員發(fā)明新產(chǎn)品的機(jī)會(huì)和生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維 TRIZ理論 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)

一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維與方法

1.1 創(chuàng)新思維的含義和意義

創(chuàng)新思維能力是創(chuàng)新能力的核心。劉培育在《創(chuàng)新思維導(dǎo)論》一書中說：“創(chuàng)新思維是人類思維的一種高級(jí)形態(tài)，是人在一定知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、和智力的基礎(chǔ)上，為解決某種問題，運(yùn)用邏輯思維和非邏輯思維，突破舊的思維模式，通過選擇重組，以新的思考方式，產(chǎn)生新的設(shè)想并獲得成功實(shí)時(shí)的思維系統(tǒng)?！?/p>

當(dāng)前，我國在工業(yè)化方面、知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新方面與發(fā)達(dá)國家都還有較大的差距。因此，消除中國與發(fā)達(dá)國家的差距要靠創(chuàng)新，振興中華民族需要開發(fā)人民群眾的創(chuàng)新能力。中華民族是富有創(chuàng)新精神的民族，我們古代、近代都有對(duì)創(chuàng)造、創(chuàng)新的探索，我國黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人非常重視創(chuàng)造與創(chuàng)新。因此，我們作為青年學(xué)生一代更要開發(fā)、訓(xùn)練創(chuàng)造力、創(chuàng)新能力。

1.2 創(chuàng)新思維在設(shè)計(jì)中的作用

設(shè)計(jì)活動(dòng)即是一種創(chuàng)造性活動(dòng)，創(chuàng)造性活動(dòng)需要?jiǎng)?chuàng)新思維。

恩格斯曾經(jīng)指出：“一個(gè)民族想要站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維?！蓖瑫r(shí)又指出：“如果人的腦不隨著手，不和手一起，不部分地借助相應(yīng)地發(fā)展起來的話，那么單靠手是永遠(yuǎn)造不出蒸汽機(jī)來的?！边@里，恩格斯強(qiáng)調(diào)了理論思維的重要作用，強(qiáng)調(diào)了腦的主導(dǎo)作用。由于腦的功能就是進(jìn)行思維活動(dòng)，因此，也就是強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)中技術(shù)的成功取決于科學(xué)的思維。

英國劍橋大學(xué)的教授W.I.B貝弗里奇在其所著《科學(xué)研究的藝術(shù)》一書的序言中，一開頭就說：“精密儀器在現(xiàn)代科學(xué)中有重要作用。但我有時(shí)懷疑，人們是否容易忘記科學(xué)研究中最重要的工具必須始終是人們的頭腦?！边@里，貝弗里奇所強(qiáng)調(diào)的也是人的頭腦，也就是強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維在科學(xué)發(fā)現(xiàn)與發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中的主導(dǎo)性、關(guān)鍵性作用。有了對(duì)飛翔的渴望和大膽創(chuàng)造性設(shè)想，人類發(fā)明了飛機(jī)，也可以同鳥兒一樣自由飛翔；有了對(duì)虛擬技術(shù)的研究和設(shè)想，人們?cè)O(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)、MP3、CD機(jī)等高科技電子產(chǎn)品。因此，認(rèn)真研究思維活動(dòng)的規(guī)律，特別是創(chuàng)造思維的規(guī)律，用科學(xué)的思維方法來指導(dǎo)具體的發(fā)明設(shè)計(jì)工作，可以提高發(fā)明創(chuàng)造的效率。

1.3 創(chuàng)新技法

創(chuàng)新技法是創(chuàng)造學(xué)家根據(jù)創(chuàng)造性思維發(fā)展規(guī)律總結(jié)出的一些原理、技巧和方法。在創(chuàng)新實(shí)踐中，創(chuàng)新技法能提高人們的創(chuàng)造、創(chuàng)新思維能力，促進(jìn)創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)率。

在諸多創(chuàng)造技法中，頭腦風(fēng)暴法是最早應(yīng)用和最常用的。它是1938年由美國人奧斯本發(fā)明的世界上第一種創(chuàng)造技法，也叫智力激發(fā)法，是一種群體創(chuàng)新技法。這一技法廣泛流傳于世界各國，經(jīng)過各國創(chuàng)造學(xué)家的開發(fā)與創(chuàng)新，得到進(jìn)一步的豐富和完善。在設(shè)計(jì)程序的前期方案設(shè)計(jì)中，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法可以產(chǎn)生多種設(shè)計(jì)方案，在討論和設(shè)想過程中也會(huì)發(fā)現(xiàn)存在的問題。它與隨后文章討論的TRIZ發(fā)明問題解決理論這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法部分相似。

二、TRIZ：發(fā)明問題、解決問題理論

設(shè)計(jì)理論和方法在產(chǎn)品創(chuàng)新中起著重要作用，各國的理論工作者一直從事研究，并提出了多種設(shè)計(jì)方法理論。發(fā)現(xiàn)問題解決理論的核心是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理。按這一原理，技術(shù)系統(tǒng)一直處于進(jìn)化之中，解決沖突是其進(jìn)化的推動(dòng)力。進(jìn)化速度隨技術(shù)系統(tǒng)一般沖突的解決而降低，使其產(chǎn)生突變的唯—方法是解決阻礙其進(jìn)化的深層次沖突。

111 TRIZ概述、定義

TRIZ英文說法：Theory of Inventive Problem Solving，也稱TIPS，可理解為發(fā)明問題的解決理論。它是由前蘇聯(lián)發(fā)明家Genrich.s.Altshuller等人通過對(duì)世界近250萬件高水平發(fā)明專利的分析研究，總結(jié)出人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造解決技術(shù)問題過程所遵循的40個(gè)原理和法則。建立一個(gè)由解決技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系，簡(jiǎn)稱TRIZ。

國際著名的TRIZ專家，Savransky博士給出了TRIZ的如下定義：TRIZ是基于知識(shí)的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)方法學(xué)。具體說明如下：

1、TRIZ是基于知識(shí)的方法

（1）TRIZ是發(fā)明問題解決啟發(fā)式方法的知識(shí)。

（2）TRIZ大量采用自然科學(xué)及工程中的效應(yīng)知識(shí)。

（1）TRIZ利用出現(xiàn)問題領(lǐng)域的知識(shí)。

2、TRIZ是面向人的方法

TRIZ中的啟發(fā)式方法是面向設(shè)計(jì)者的，不是面向機(jī)器的。TRIZ理論本身是基于將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)，區(qū)分有益及有害功能的實(shí)踐，這些分解取決于問題及環(huán)境，本身就有隨機(jī)性。它可以很快速容易地被設(shè)計(jì)者應(yīng)用到具體的設(shè)計(jì)中去。

3、TRIZ是系統(tǒng)化的方法

（1）在TRIZ中，問題的分析采用了通用及詳細(xì)的模型，該模型中問題的系統(tǒng)化知識(shí)是重要的。

（2）解決問題的過程是一個(gè)系統(tǒng)化的能方便應(yīng)用已有知識(shí)的過程。

4、TRIZ是發(fā)明問題解決理論

（1）為了取得創(chuàng)新解，需要解決設(shè)計(jì)中的沖突，但解決沖突的某些步驟是不知道的。

（2）未知所需要的情況往往可以被虛構(gòu)的理解代替。

（3）通常理想解可通過環(huán)境或系統(tǒng)本身的資源獲得。

（4）通常理想解可通過已知的系統(tǒng)進(jìn)化趨勢(shì)推斷。

1.2 TRIZ的研究?jī)?nèi)容

作為一種方法學(xué)，TRIZ對(duì)新設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)，再設(shè)計(jì)階段為設(shè)計(jì)者提供了過程模型、工具與方法。如圖1：

1.3 TRIZ的發(fā)展趨勢(shì)

TRIZ目前及今后的發(fā)展趨勢(shì)為：TRIZ本身的完善及新的研究分支兩個(gè)方面。如圖2：

新的研究分支

1.4 發(fā)明問題解決理論

TRIZ采用科學(xué)的思維方式，采用一系列工具，首先將特定的問題抽象成為標(biāo)準(zhǔn)的或一般的問題，然后采用標(biāo)準(zhǔn)的方法解決，最后得出特定的解。如圖3：

三、實(shí)際設(shè)計(jì)案例應(yīng)用一一關(guān)于自行車剎車裝置的設(shè)計(jì)

用于阻止或者減慢自行車速度的剎車裝置有很多種。從經(jīng)濟(jì)或者方便的因素考慮，卡鉗式或者杠桿式的剎車是最常見的，操作者壓下手柄，剎車就卡住自行車輪緣。這樣的剎車裝置通常包括由安裝在剎車構(gòu)架里面的兩塊剎皮，相對(duì)地安裝在輪緣的兩側(cè)，剎車皮跟輪緣接觸，靠摩擦力剎車。如圖4；

自行車都是要么以干燥要么以潮濕地面為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。因而，有必要設(shè)計(jì)一種適用任意天氣，保障安全行駛的剎車。發(fā)展適用任何氣候條件的自行車剎車問題可以從兩個(gè)觀點(diǎn)角度來考評(píng)T。第一個(gè)觀點(diǎn)是剎車由適用一種氣候條件的材料構(gòu)成，干或者濕，使用者要在不同天氣換不同的剎車；第二，輪緣被水膜或者沙礫覆蓋的時(shí)候，它又會(huì)在干或者濕的條件下有不同的性能。所以，在核心問題找到以前，不容易解決這個(gè)問題。這樣，就需要TRIZ來解決系統(tǒng)矛盾。

通常的解決含有矛盾問題的方法可以簡(jiǎn)單陳述如下：

1.通過置換或者調(diào)整剎車，可靠性在干或者潮濕條件下都有提高。但是使用不方便；

2.通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)，比如剎車、輪緣改善任意條件下的穩(wěn)定性。

由此分析可以得出一個(gè)概念設(shè)計(jì)?？紤]到系統(tǒng)要求，嘗試同時(shí)使用“復(fù)合材料”“媒介”是可行的?！皬?fù)合材料”原理是：“用復(fù)合的材料代替均勻的材料”；“媒介”原理是：“使用中間物體來轉(zhuǎn)移或者執(zhí)行功能”；“短期將物體同另外一個(gè)容易移除的物體相聯(lián)”。

由此設(shè)計(jì)出一種分離式的剎車結(jié)構(gòu)是上面“復(fù)合材料”原理的應(yīng)用。它是一種方便地克服“可靠性/方便性”矛盾的方法。組合“復(fù)合材料”和“媒介”，可以得到一個(gè)理想的設(shè)計(jì)。如下圖示，一個(gè)可以移動(dòng)的軟橡膠安裝在剎車前端，用彈簧調(diào)節(jié)傾斜。移動(dòng)橡膠的面跟輪緣預(yù)設(shè)一些距離。剎車的時(shí)候，移動(dòng)橡膠先接觸輪緣，抹去水膜，沙礫，塵土。剎車皮接觸輪緣的時(shí)候，任意天氣條件下都能有同樣的效果。這樣，TRIZ就成功解決了這個(gè)系統(tǒng)矛盾的問題。

四、小結(jié)

創(chuàng)造思維能力是創(chuàng)新能力的核心，產(chǎn)品創(chuàng)新的核心階段是產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的核心是產(chǎn)生新的、有競(jìng)爭(zhēng)力的工作原理。通過對(duì)國際上著名設(shè)計(jì)理論有缺點(diǎn)的分析與比較，提出的TRIZ理論起源于全世界專利的深入研究與分析，既實(shí)用，可操作性又強(qiáng)。工業(yè)設(shè)計(jì)的理論工作者應(yīng)加快TRIZ的學(xué)習(xí)與掌握步伐，并盡快在我國企業(yè)推廣應(yīng)用，使之在我國企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮作用。