閆洪波　曹國忠　檀潤華　楊澤中

1.河北工業(yè)大學(xué)國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津，300130 2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，包頭，014010

0　引言

六西格瑪理論包括六西格瑪改進(jìn)（improve for six sigma，IFSS）和六西格瑪設(shè)計(jì)（design for six sigma，DFSS）。六西格瑪改進(jìn)是對現(xiàn)有產(chǎn)品或流程的改進(jìn)，消除缺陷以達(dá)到六西格瑪?shù)馁|(zhì)量要求［1］。而六西格瑪改進(jìn)存在“五西格瑪墻”的瓶頸，六西格瑪設(shè)計(jì)就此產(chǎn)生，六西格瑪設(shè)計(jì)是對新產(chǎn)品或新流程的設(shè)計(jì)，使其在低成本下實(shí)現(xiàn)六西格瑪水平［2］。典型的 DFSS 流程分為 Define（定義）、Measure（測量）、Analyze（分析）、Design（設(shè)計(jì)）和Verify（驗(yàn)證）5個(gè)階段，即DMADV流程。DFSS從設(shè)計(jì)源頭控制品質(zhì)，按照合理的流程，準(zhǔn)確把握和理解客戶需求，是達(dá)到六西格瑪質(zhì)量的最佳選擇［3］。

TRIZ是基于知識的、面向設(shè)計(jì)者的發(fā)明創(chuàng)新問題系統(tǒng)化解決方法學(xué)，是系統(tǒng)化、體系化、圖形化、程式化的創(chuàng)新方法理論［4-5］。

在大量工程問題被解決的過程中，發(fā)現(xiàn)技術(shù)人員在解決實(shí)際工程問題時(shí)，無法正確選擇解決問題的路徑，無法準(zhǔn)確快速地識別關(guān)鍵核心問題。技術(shù)創(chuàng)新路徑選擇錯(cuò)誤導(dǎo)致解決問題失敗、成本過高、可實(shí)施性差；核心關(guān)鍵問題識別錯(cuò)誤導(dǎo)致解決錯(cuò)誤的問題，無法以低成本根除問題。為了破解上述技術(shù)創(chuàng)新面臨的兩大障礙，需繼續(xù)加強(qiáng)TRIZ與DFSS的融合創(chuàng)新研究。目前，人們對TRIZ和DFSS的融合創(chuàng)新研究少且淺，只是探討了兩者結(jié)合的可能性，以及簡單應(yīng)用TRIZ解決DFSS中出現(xiàn)的沖突矛盾問題（即僅將TRIZ解決問題的工具應(yīng)用在DFSS產(chǎn)生概念方案的階段中）。而實(shí)際過程中，企業(yè)也無法很好地運(yùn)用2個(gè)理論進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其原因就在于對創(chuàng)新路徑的確定和關(guān)鍵問題的識別存在缺陷。本文將TRIZ與DFSS進(jìn)行框架融合，并重點(diǎn)在DFSS定義階段融合TRIZ分析問題的工具，對技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行深入識別和分析，消除存在的缺陷，為后續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新提供一定的參考。

1　 TRIZ與DFSS融合的可行性

TRIZ與DFSS都是技術(shù)創(chuàng)新的方法理論和實(shí)施工具，通過以下3個(gè)方面論述兩者融合的可行性。

（1）TRIZ與DFSS優(yōu)勢互補(bǔ)。表1列出了TRIZ與DFSS的優(yōu)劣對比。由表1可知：TRIZ與DFSS分別側(cè)重于定性分析和定量分析，兩者融合將形成優(yōu)勢互補(bǔ)，取長補(bǔ)短，有助于企業(yè)完成技術(shù)創(chuàng)新，解決工程問題。而在問題分析方面，DFSS側(cè)重于需求分析，即客戶“要什么”，提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)的真正技術(shù)需求；TRIZ側(cè)重于關(guān)鍵問題分析，即設(shè)計(jì)人員需要“做什么”，提供解決問題的核心關(guān)鍵問題。兩者在分析問題階段形成強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，能夠完成在問題分析階段客戶“要什么”和設(shè)計(jì)人員“做什么”這兩個(gè)基本問題，明確設(shè)計(jì)方向，為將來的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

表1　TRIZ與DFSS優(yōu)劣比較Tab.1　Comparison of advantages and disadvantages between TRIZ and DFSS

（2）TRIZ與DFSS思想邏輯相似，有融合的可行性。圖1和圖2分別為TRIZ解決問題的形式以及六西格瑪分析問題的原理。由圖1和圖2可以看出，TRIZ與DFSS分析解決問題的思想邏輯是相似的，以各自特有的形式轉(zhuǎn)化問題，從不同角度解決問題，能夠更好地分析問題的本質(zhì)，更快地解決問題［6］。

圖1　TRIZ解決問題的一般形式Fig.1　The general form of TRIZ solving problem

圖2　六西格瑪分析問題的一般原理Fig.2　The general principle of six sigma analyzing problem

（3）兩者融合是系統(tǒng)進(jìn)化發(fā)展的必然趨勢和結(jié)果。TRIZ中的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化定律是核心理論之一。TRIZ與DFSS融合符合技術(shù)系統(tǒng)向提高理想化水平以及向復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)化的定律。系統(tǒng)產(chǎn)生之初是以最簡單的形式出現(xiàn)，復(fù)雜度和理想度均低。當(dāng)系統(tǒng)遇到瓶頸，便發(fā)展成更復(fù)雜的系統(tǒng)以突破瓶頸［7-8］。DFSS正是由六西格瑪改進(jìn)發(fā)展而來。早期DFSS包含質(zhì)量功能展開、新QC七工具等工具，而后加入了卡諾（KANO）分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等工具，理論體系趨于復(fù)雜，進(jìn)而形成了現(xiàn)在較為完整和理想的DFSS體系。隨著DFSS的發(fā)展，對其使用效率、準(zhǔn)確性和創(chuàng)新性也提出了更高的要求，因此DFSS與TRIZ的結(jié)合是系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化的必然結(jié)果。

2　TRIZ與DFSS的集成研究

2.1　TRIZ與DFSS理論框架

TRIZ解決問題的基本流程框架見圖3。DFSS核心模式的DMADV流程框架見圖4。

由圖3可以看出，TRIZ解決問題的過程分為3個(gè)部分：①問題分析階段經(jīng)過功能分析、因果分析、資源分析等對問題的根本原因和求解資源進(jìn)行挖掘；②問題解決階段分別根據(jù)矛盾模型、物場模型、功能模型選擇發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解或效應(yīng)知識庫進(jìn)行問題求解，形成概念方案；③概念驗(yàn)證階段對方案進(jìn)行評價(jià)篩選和實(shí)施［9］。

圖3　TRIZ流程框架Fig.3　TRIZ process framework

圖4　DMADV流程框架Fig.4　DMADV process framework

表2　DMADV各階段的六西格瑪和TRIZ工具Tab.2　Tools of DFSSand TRIZ in each phase of DMADV

圖5　 TRIZ與DMADV集成框架Fig.5　Integrated framework of TRIZ and DMADV

由圖4可以看出，DMADV流程中，定義階段主要任務(wù)是收集客戶需求、識別問題和確定設(shè)計(jì)方向，測量階段量化客戶需求并轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵質(zhì)量特性（critical to quality，CTQ），分析階段主要產(chǎn)生概念方案，設(shè)計(jì)階段是對概念方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后驗(yàn)證階段驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。其基本流程仍可分為問題分析（定義、測量）、問題解決（分析、設(shè)計(jì)）和方案驗(yàn)證（驗(yàn)證）3個(gè)部分，與TRIZ流程框架大體相似。

2.2　TRIZ與DFSS的集成

在研究融合可行性和理論框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，探討TRIZ與DFSS的集成。對比圖3和圖4可知，TRIZ與DFSS的流程框架均可分為問題分析、問題解決和驗(yàn)證三大部分。在技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的不同階段，二者都有各自的工具，能夠相互融合。表2列出了在DFSS的DMADV各階段中用到的六西格瑪工具和可以集成的TRIZ工具，并據(jù)此得到TRIZ與DMADV集成框架，見圖5。

（1）定義階段。使用客戶之聲（voice of costumers，VOC）、卡諾分析、關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ）等DFSS工具識別并分析客戶需求，確定客戶“要什么”；使用功能分析、因果分析、資源分析等TRIZ工具，找到要解決的關(guān)鍵問題，確定技術(shù)人員“做什么”；將“要什么”和“做什么”相結(jié)合，確定設(shè)計(jì)的最終理想解（idea final result，IFR），即設(shè)計(jì)方向，這是整個(gè)設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。

（2）測量階段。使用質(zhì)量功能展開（quality function deployment，QFD）等DFSS工具，量化客戶需求并將CTQ轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w設(shè)計(jì)指標(biāo)；若測量數(shù)據(jù)存在困難，可以運(yùn)用TRIZ中用于檢測與測量的第四類標(biāo)準(zhǔn)解來解決。測量階段將需求量化為六西格瑪性能指標(biāo)，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，作為最后驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)之一。

（3）分析階段。主要運(yùn)用TRIZ工具對問題進(jìn)行解決，產(chǎn)生若干概念方案；對所有概念方案進(jìn)行多方面評價(jià)，結(jié)合失效模式與影響分析（failure mode and effect analysis，F(xiàn)MEA），確定最佳概念方案。

（4）設(shè)計(jì)階段。根據(jù)概念方案進(jìn)行產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)，形成具體方案?？蛇\(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（design of experiments，DOE）、穩(wěn)健性設(shè)計(jì)等DFSS工具，同時(shí)可借助TRIZ中的效應(yīng)知識庫或進(jìn)行專利分析，為方案的具體設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)幫助。

（5）驗(yàn)證階段。經(jīng)過試生產(chǎn)和測試，判斷結(jié)果是否滿足客戶需求，是否解決關(guān)鍵問題，是否達(dá)到測量階段得出的設(shè)計(jì)目標(biāo)。若滿足要求，即完成設(shè)計(jì)；否則回到分析階段，重新產(chǎn)生概念方案。該階段可以參考TRIZ中技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

企業(yè)要解決創(chuàng)新問題，不僅需要TRIZ這一發(fā)明問題解決理論，知識的收集和整理也相當(dāng)重要。解決的渠道主要有3個(gè)：企業(yè)的領(lǐng)域知識庫、技術(shù)人員的技術(shù)儲備及公開的知識庫（包括專利平臺、數(shù)字知識庫、互聯(lián)網(wǎng)知識庫等），這些知識的運(yùn)用可穿插在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。TRIZ中的效應(yīng)知識庫也屬于公開知識庫的一種，可運(yùn)用在DMADV流程的分析階段和設(shè)計(jì)階段中。運(yùn)用知識庫時(shí)，首先針對關(guān)鍵問題，確定技術(shù)主題，提取關(guān)鍵詞，然后進(jìn)行專利或知識的檢索，將檢索信息導(dǎo)出，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、篩選和規(guī)范化，分析和評估現(xiàn)有技術(shù)和解決方案，從中發(fā)現(xiàn)可利用的技術(shù)和知識，為概念方案的提出和方案的具體設(shè)計(jì)提供切實(shí)有效的幫助。

對于以上的融合框架路線，可根據(jù)實(shí)際情況選擇性地使用其中的步驟和思想，旨在盡可能提高解決問題的可能性和效率，從而得到最佳的設(shè)計(jì)方案。

3　 TRIZ與DFSS定義階段融合

3.1　定義階段的重要性

圖6所示為DMADV流程各階段之間的聯(lián)系。由圖6可以看出，定義階段產(chǎn)出的關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ）輸入到測量階段，量化成為設(shè)計(jì)目標(biāo)，作為最后驗(yàn)證階段的標(biāo)準(zhǔn)；定義階段產(chǎn)出的關(guān)鍵問題輸入到分析階段，針對關(guān)鍵問題進(jìn)行創(chuàng)新解決，形成概念方案，并輸入到設(shè)計(jì)階段形成具體方案，最后到驗(yàn)證階段結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行方案驗(yàn)證。

圖6　 DMADV各階段之間的聯(lián)系Fig.6　The links between stages of DMADV

定義階段是一切的出發(fā)點(diǎn)，是產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的源頭和根基，做好定義階段的工作對于整個(gè)流程來說至關(guān)重要。在定義階段分別要識別出關(guān)鍵質(zhì)量特性（客戶需求）和關(guān)鍵問題，即客戶“要什么”和技術(shù)人員“做什么”的問題。只有準(zhǔn)確把握客戶需求和關(guān)鍵問題，才能為技術(shù)創(chuàng)新確定正確的創(chuàng)新路徑。DFSS和TRIZ的工具分別側(cè)重于以上兩個(gè)基本問題，在定義階段能夠做到強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

3.2　融合路線

在定義階段確定產(chǎn)品類型，收集并分析市場和客戶需求，明確產(chǎn)品項(xiàng)目規(guī)模，發(fā)現(xiàn)問題并明確設(shè)計(jì)方向，制定產(chǎn)品計(jì)劃和方案［10］。圖7為TRIZ與DFSS在定義階段重點(diǎn)融合的流程圖。

圖7　定義階段融合路線Fig.7　Definition phase fusion course

在定義階段，DFSS的主要工作是收集和確定待開發(fā)產(chǎn)品的客戶需求，進(jìn)行需求分析，確定客戶“要什么”。首先通過調(diào)查問卷、走訪等方式了解客戶之聲，收集市場及客戶的需求，然后運(yùn)用卡諾模型進(jìn)行需求分析，最后根據(jù)客戶需求分析的結(jié)果，確定產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量特性。

而客戶關(guān)鍵質(zhì)量特性的實(shí)現(xiàn)，通常會(huì)存在阻礙，無法達(dá)到所希望的需求，這個(gè)需求的反面（即產(chǎn)品無法實(shí)現(xiàn)該需求功能）就是技術(shù)創(chuàng)新將會(huì)面臨的問題。該問題僅為表現(xiàn)出來的問題，TRIZ的主要工作是對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，找到需要解決的關(guān)鍵問題，確定設(shè)計(jì)人員“做什么”。應(yīng)用TRIZ中的功能分析和因果分析，對技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，找到問題的關(guān)鍵所在，即解決問題的突破口；資源分析利于尋找解題資源，減少設(shè)計(jì)成本和難度。結(jié)合客戶關(guān)鍵質(zhì)量特性及關(guān)鍵問題，確立技術(shù)創(chuàng)新的最終理想解，明確設(shè)計(jì)方向。

在產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的過程中，客戶的參與有著非常重要的作用。技術(shù)創(chuàng)新是從客戶需求出發(fā)尋找設(shè)計(jì)解的過程，只有準(zhǔn)確把握客戶需求，給客戶帶來能夠滿足需求的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品，才能贏得客戶青睞，獲得市場認(rèn)可［11］。

客戶需求分析中，卡諾模型是一個(gè)重要的工具，以分析客戶需求對客戶滿意的影響為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了產(chǎn)品性能和客戶滿意之間的非線性關(guān)系［12］。在卡諾模型中，將需求分為5種屬性，分別為必備屬性、期望屬性、魅力屬性、無差異屬性和反向?qū)傩裕糠N需求對應(yīng)的需求具備程度與客戶滿意度的關(guān)系見圖8。

圖8　卡諾模型Fig.8　KANO model

表3　 需求v的KANO評價(jià)表Tab.3　KANO evaluation table of demand v

由卡諾模型確定的客戶需求屬性，確定關(guān)鍵質(zhì)量特性。一般取期望需求為關(guān)鍵質(zhì)量特性，這是客戶最希望得到的，即客戶需求的癢處，是體現(xiàn)競爭能力的需求。在滿足必備需求的前提下，處理好期望需求，滿足客戶最迫切的需求，對技術(shù)創(chuàng)新起到關(guān)鍵作用。

確定關(guān)鍵質(zhì)量特性后，從中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新將面臨的問題。通過TRIZ功能分析、因果分析工具，對發(fā)現(xiàn)的表面問題進(jìn)行深入分析和挖掘，找到關(guān)鍵問題所在；并通過資源分析，尋找解題資源，降低設(shè)計(jì)問題的難度和成本［13］。

3.3　實(shí)例分析

為了更好地說明TRIZ與DFSS在定義階段的融合，以“柴油型車輛供油系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)作為案例進(jìn)行說明。

（1）針對目標(biāo)客戶（柴油車輛的使用人員）走訪調(diào)查訪談，獲取客戶對于柴油型車輛供油系統(tǒng)的需求。共獲得7種需求：①保證基本供油及柴油霧化功能；②能夠在較寬溫度范圍尤其是低溫環(huán)境下正常供油；③智能控制；④節(jié)省燃料；⑤壽命長；⑥維護(hù)成本低；⑦抗破壞能力強(qiáng)。以上收集的需求即為客戶之聲，分別稱為需求1、需求2、…、需求7。針對這些需求，設(shè)計(jì)KANO調(diào)查問卷，將結(jié)果填入KANO評價(jià)表，并通過以下公式分別計(jì)算客戶滿意度（Better）Si和不滿意度（Worse）Di［14］：

式中，A為魅力需求；O為期望需求；M為必備需求；I為無差異需求；i為需求序數(shù)。

并作出卡諾模型的四分位圖，從而確定該需求的屬性。以需求②“能夠在較寬溫度范圍尤其是低溫環(huán)境下正常供油”為例，共發(fā)放調(diào)查問卷500份，回收489份，回收率97.8%，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表3。根據(jù)式（1）和式（2）計(jì)算需求②的Better-Worse系數(shù)，得到S2=91%，D2=56%。其他需求同理，分別得到各需求的Better-Worse系數(shù)，繪制卡諾模型四分位圖，其中分界線為系數(shù)均值［15］，見圖9。確定需求②和需求④為期望屬性。由于需求②的Better系數(shù)遠(yuǎn)高于需求④，最后選擇需求②，即設(shè)計(jì)的柴油車輛供油系統(tǒng)“能夠在較寬溫度范圍尤其是低溫環(huán)境下正常供油”作為關(guān)鍵質(zhì)量特性，得到了客戶“要什么”。提取關(guān)鍵質(zhì)量特性的反面并適當(dāng)轉(zhuǎn)換表達(dá)，找到產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新中將面臨的問題——供油系統(tǒng)無法在低溫環(huán)境下正常供油。由于項(xiàng)目實(shí)施地區(qū)為內(nèi)蒙古，冬季氣溫很低，供油系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)無法供油的情況而導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)，這事實(shí)上是高寒地區(qū)柴油車輛面臨的主要問題［16］。通過卡諾模型分析得出需求②的Better系數(shù)最大，同時(shí)反映了該主要問題，這是客戶最需要解決的問題。

（2）對“供油系統(tǒng)無法在低溫環(huán)境下正常供油”這個(gè)問題用TRIZ工具進(jìn)行深入分析。先是功能分析，包括三步：組件分析、相互作用分析和建立功能模型。分析柴油型車輛供油系統(tǒng)，組件包括油箱、油管、柴油濾清器、輸油泵、進(jìn)油歧管和噴油嘴［17］，作用對象是柴油，超系統(tǒng)組件包括冷空氣和蠟。建立相互作用分析表（表4），其中“+”代表兩個(gè)組件之間存在相互作用，“-”代表不存在相互作用。根據(jù)相互作用分析表建立功能模型，繪制功能模型圖（圖10）。由圖10可以看出，冷空氣對柴油進(jìn)行冷卻，從而生成蠟，與柴油一起存在于整個(gè)供油

圖9　卡諾模型四分位圖Fig.9　KANO model interquartile

表4　相互作用分析表Tab.4　Interaction analysis table

圖10　功能模型圖Fig.10　Functional model

系統(tǒng)回路中，對組件產(chǎn)生堵塞的有害功能；同時(shí)冷空氣對整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生冷卻功能，令產(chǎn)生的蠟無法融化，存在于整個(gè)系統(tǒng)回路，造成供油不暢。

（3）對問題“供油系統(tǒng)無法在低溫環(huán)境下正常供油”進(jìn)行因果分析，繪制因果鏈圖（圖11），找出關(guān)鍵問題。由圖11可以看出，末端原因?yàn)椴裼蛯傩院屠淇諝猸h(huán)境溫度低導(dǎo)致柴油結(jié)蠟。而通過客戶走訪，雖然可通過更換抗凍柴油來達(dá)到柴油不結(jié)蠟的要求，但其成本昂貴且更換不便，無法從根本上解決問題。結(jié)合功能模型，最后確定關(guān)鍵問題為“環(huán)境溫度低導(dǎo)致柴油結(jié)蠟”。由此找到問題的入手點(diǎn)和突破點(diǎn)——隔絕或消除冷空氣帶來的低溫以防止柴油結(jié)蠟，即得到設(shè)計(jì)人員需要“做什么”，從而確定了產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的路徑。對供油系統(tǒng)進(jìn)行資源歸類，分為系統(tǒng)內(nèi)部資源和系統(tǒng)外部資源，并分析其資源可用性（表5）。利用這些可用資源能夠?yàn)閱栴}提供解題資源。

圖11　因果鏈分析圖Fig.11　Causal chain analysis

表5　資源分析Tab.5　Resource analysis

（4）確定最終理想解IFR：柴油車輛供油系統(tǒng)不受環(huán)境溫度的影響始終可以正常供油。這是最理想的系統(tǒng)，是柴油車輛供油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向。至此，定義階段結(jié)束。

針對關(guān)鍵問題進(jìn)行TRIZ解決，建立矛盾模型和物場模型，應(yīng)用發(fā)明原理、物場模型與標(biāo)準(zhǔn)解等工具，并參考效應(yīng)知識庫和進(jìn)行專利分析，設(shè)計(jì)出了一套新的柴油車輛供油系統(tǒng)概念方案，見圖12。

圖12　新供油系統(tǒng)原理圖Fig.12　The schematic of the new oil supply system

主油箱儲存高標(biāo)號的0號柴油，副油箱儲存低標(biāo)號柴油（如-35號柴油）。冬季啟動(dòng)車輛時(shí)，使用副油箱內(nèi)的低標(biāo)號柴油啟動(dòng)車輛。發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，產(chǎn)生的熱量經(jīng)預(yù)熱水管進(jìn)入主油箱、油管和柴油濾清器中的熱交換器并對其加熱。車輛發(fā)動(dòng)一段時(shí)間后，供油系統(tǒng)內(nèi)部溫度上升，溫度傳感器檢測主油箱溫度是否達(dá)到預(yù)定值，若達(dá)到則斷開溫控開關(guān)，關(guān)閉預(yù)熱回路，并通過三通電磁閥由副油箱切換到主油箱，即由低標(biāo)號柴油供油轉(zhuǎn)為0號柴油供油。此時(shí)，供油系統(tǒng)預(yù)熱完畢，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)溫度能夠維持在較高的水平，系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)冬季使用0號柴油進(jìn)行供油。當(dāng)主油箱內(nèi)溫度下降到預(yù)定值以下，溫控開關(guān)閉合，繼續(xù)對主油箱及油管、柴濾等進(jìn)行加熱，確保供油系統(tǒng)的溫度維持在正常水平。當(dāng)車輛準(zhǔn)備熄火時(shí)，為防止溫度降低導(dǎo)致0號柴油結(jié)蠟，手動(dòng)控制三通電磁閥，切換至低標(biāo)號柴油，使其流經(jīng)整個(gè)系統(tǒng)回路后，方可熄火。此時(shí)整個(gè)供油回路充斥低標(biāo)號柴油，確保下一次能夠正常啟動(dòng)車輛。

根據(jù)定義階段的融合路線，正確確定了客戶的需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，為柴油車輛供油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一定幫助。該融合以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)，為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)指引了正確的方向道路，避免了不必要的設(shè)計(jì)彎路，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，提高了設(shè)計(jì)效率。

某礦業(yè)公司將新供油系統(tǒng)應(yīng)用于柴油礦用車輛，改造前冬季必須使用價(jià)格較高的抗凍柴油，年平均燃油費(fèi)約為1.22億元；改造后冬季可使用普通0號柴油，年平均燃油費(fèi)約為1.01億元，可節(jié)約燃油成本約2100萬元。新的柴油車輛供油系統(tǒng)不受車型和地區(qū)限制，適用于各種柴油型車輛和工程設(shè)備，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4　結(jié)論與展望

在論證TRIZ與DFSS融合可行性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了兩者工具的集成和流程融合框架的構(gòu)建，并針對企業(yè)在關(guān)鍵問題定義識別的缺陷，重點(diǎn)在DFSS定義階段進(jìn)行TRIZ融合研究。將融合形成的設(shè)計(jì)過程提取出來，總結(jié)出了較為完整的方法步驟，把融合理論轉(zhuǎn)化到方法層面，并通過實(shí)際案例加以說明。

TRIZ與DFSS的融合是理論適應(yīng)實(shí)際的必然發(fā)展方向，兩者融合將有效幫助企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。形成的新理論方法可讓任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員通過學(xué)習(xí)掌握，從而使設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確、高質(zhì)、低成本、高效率地進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對企業(yè)提高核心競爭力有重要意義。

本研究重點(diǎn)放在了DMADV的定義階段，但TRIZ與DFSS的融合絕不局限于此，尤其是DMADV分析與設(shè)計(jì)階段，有待進(jìn)一步深入研究。TRIZ與DFSS的融合也不僅限于DMADV流程。由于DFSS流程的多樣化，二者的融合將朝著多樣化、全面化和通用化方向發(fā)展。