程好軍　齊群波　王征

摘要：研究TRlZ理論在產(chǎn)品案例中的運用價值，試圖得出產(chǎn)品設計師在模糊前期階段進行系列設計創(chuàng)新時的應用啟示，進而幫助設計師開發(fā)設計更理想的產(chǎn)品概念，并最終形成產(chǎn)品線創(chuàng)新。在TRIZ技術進化理論的基礎上，通過案例分析的方法探討產(chǎn)品技術創(chuàng)新背后隱藏的產(chǎn)品系列進化創(chuàng)新機制。通過對戴森產(chǎn)品系列的案例研究，進一步挖掘TRIZ理論在產(chǎn)品系列創(chuàng)新中的運用價值，得出戴森產(chǎn)品進化過程即是一種技術移植與設計整合的過程，并在此基礎上得出了產(chǎn)品系列進化模式圖。

關鍵詞：TRIZ 技術進化理論 戴森無葉風扇 產(chǎn)品線 移植

中圖分類號：T-09 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）01-0110-03

引言

在TRIZ理論中，阿奇舒勒將創(chuàng)新程度劃分為五個創(chuàng)新級別：顯然的解、少量的改進、根本性的改進、全新的概念、發(fā)明創(chuàng)造。而產(chǎn)品創(chuàng)新又可分為模糊前端、新產(chǎn)品開發(fā)、商品化三個階段腳，針對模糊前端階段如何預測設計進化趨勢，并完成單一產(chǎn)品到產(chǎn)品線的設計過渡，實現(xiàn)第三級到第四級的創(chuàng)新，這為企業(yè)的可持續(xù)或跳躍式創(chuàng)新提出了挑戰(zhàn)。本論文主要通過對戴森無葉風扇的設計案例研究，探索產(chǎn)品系列設計中的技術進化規(guī)律和設計創(chuàng)新機制，并為形成產(chǎn)品線創(chuàng)新提供有價值的參考。

一、TRIZ理論及其概述

TRIZ技術進化理論由Altshuller G.等人于20世紀七八十年代提出，該理論認為，技術系統(tǒng)的進化存在著客觀規(guī)律，不同領域的技術進化規(guī)律是可以相互移植的，英文全稱為Theory of the Solution of Inventive Problems，縮寫為TSIP，即“發(fā)明問題的解決理論”，有兩個基本含義，表面的意思強調(diào)解決實際問題，特別是發(fā)明問題。隱含的意思是由解決發(fā)明問題而最終實現(xiàn)（技術和管理）創(chuàng)新，因為解決問題就是要實現(xiàn)發(fā)明的實用化。

二、基于TRIZ理論下的戴森產(chǎn)品案例分析

（一）TRIZ理論中關于五個發(fā)明等級的定義

在triz理論中，阿奇舒勒將發(fā)明創(chuàng)新程度劃分為五個等級：最小發(fā)明問題、小型發(fā)明問題、中型發(fā)明問題、大型發(fā)明問題、重大發(fā)明問題。而戴森無葉風扇通過采用全新的原理完成了對現(xiàn)有風扇系統(tǒng)的創(chuàng)新，并在此基礎上設計研發(fā)了一系列戴森產(chǎn)品，成功為大型的產(chǎn)品系列發(fā)明問題找到了理想解，屬于一種大型的系列發(fā)明的問題。本文將在TRIZ技術進化論的基礎上從各方面分析無葉風扇的產(chǎn)品設計進化過程，并在此基礎上探索TRIZ理論對于產(chǎn)品設計師進行系列創(chuàng)新時的啟示。

（二）戴森無葉風扇的產(chǎn)品進化分析

戴森Air Multiplie無葉風扇（Air Multiplier）是由戴森公司于2009年首次推出的，同時戴森創(chuàng)始人James Dyson又是一位學藝術出身的發(fā)明家和設計師，而這種跨界身份在戴森產(chǎn)品系列的進化和創(chuàng)新中得到了完美的體現(xiàn)。戴森Air Multiplier的推出是技術與設計協(xié)同創(chuàng)新進化的典范，即技術推動設計，再進而由設計進化指引技術創(chuàng)新，最后達到整體的進化與創(chuàng)新，并為傳統(tǒng)的風扇設計帶來全新設計空間的技術革新方案，因此有必要探討戴森產(chǎn)品進化創(chuàng)新機制，為其他產(chǎn)品創(chuàng)新提供借鑒。它不同于以往普通的傳統(tǒng)風葉風扇無葉，該風扇與傳統(tǒng)風扇的主要區(qū)別就在于，它沒有傳統(tǒng)的扇葉，而是由底部的無刷式馬達大風量吸入空氣，并利用了渦輪增壓器和噴射式發(fā)動機中使用的技術使得氣旋加速以產(chǎn)生強勁氣流，并通過內(nèi)置風機將持續(xù)的空氣流噴出，最終形成一股平穩(wěn)氣流。戴森無葉風扇的成功不得不歸功于技術上的跨界應用：空氣倍增技術、亥姆霍茲共振技術的成熟以及成功的移植。因此本文希望通過TRIZ技術進化理論來試圖挖掘這一設計背后隱藏的一般性技術預測方法問題。

（三）基于TRIZ技術進化理論下的戴森無葉風扇進化模式

由于TRIZ理論系統(tǒng)龐大復雜，包括技術系統(tǒng)進化法則、物質(zhì)一場分析法、矛盾問題解決方法、發(fā)明問題解決算法（ARIZ）以及科學效應知識庫等。而在ZRIZ理論中，技術成熟度預測和技術進化分析是其中兩個重要的方法。因此將以ZRIZ理論中S-曲線四參數(shù)法為例來分析戴森無葉風扇的設計進化過程。

從（圖2）可知，該法則將技術系統(tǒng)分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期。由于在戴森無葉風扇推出之前，無論是吊式、塔式、臺式風扇基本功能實現(xiàn)方式或各子系統(tǒng)組建都已基本成熟穩(wěn)定，很難得到進一步突破。因此判斷風扇設計介于成長期與成熟期。同時根據(jù)市場風扇發(fā)明專利分析可知，發(fā)明專利增長趨勢開始保持穩(wěn)定，多以外觀和實用新型專利增長為主，因此可判斷處于成熟期可能性較大。從電商平臺公開數(shù)據(jù)可知，同一品類的電扇價格和銷量增長放緩，可判斷處于成長期到成熟期的過渡階段。

由（圖2）分析可知，在戴森無葉風扇推出之前，風扇處在成長期到成熟期的過渡階段。因此根據(jù)TRIZI理論，我們可以采用提高理想度法則、動態(tài)性進化法則或子系統(tǒng)不均衡進化法則進行技術創(chuàng)新進化預測。

首先根據(jù)已有風扇的技術缺點分析可知：1.傳統(tǒng)風扇由于使用風扇葉片，就必須有外罩，這既增加了安全隱患，又一定程度上限制了設計上的可能性。因此一種能實現(xiàn)無葉氣流送風的概念形態(tài)，便成了風扇市場潛在的產(chǎn)品機會缺口。2.傳統(tǒng)葉片風扇“波浪式”吹風方式造成氣流的不穩(wěn)定、不舒服，同時容易吸附灰塵（傳統(tǒng)電扇扇葉旋轉時切割空氣產(chǎn)生靜電，從而使扇葉吸附塵土），這使得傳統(tǒng)扇葉結構成為了風扇這一超系統(tǒng)中最不合理的子系統(tǒng)。3.傳統(tǒng)風扇葉片會發(fā)出“呼”“呼”的噪音和造成清洗的不方便，因此作為產(chǎn)品設計師在模糊前期階段需要尋找到一中可行的替代性技術創(chuàng)新方案，而新的顛覆性設計往往建立在技術的突破或者技術跨界整合的基礎上，因此在產(chǎn)品概念形成之前有必要借助ZRIZ理論中的“技術系統(tǒng)提高理想度法則”的建議預測技術創(chuàng)新方案。

技術系統(tǒng)提高理想度法則如下：

1.去掉實現(xiàn)有用功能的特定設備（即可以采用無扇葉這一概念創(chuàng)新方案）。2.利用現(xiàn)有的能量和資源實現(xiàn)有用功能錄像：在不消弱系統(tǒng)主要功能的前提下，簡化掉系統(tǒng)的某些組件或操作（去除風扇扇葉系統(tǒng)組件，重新設計氣流技術系統(tǒng)組件和降噪技術系統(tǒng)組件以及操作方式）即戴森無葉風扇突破性地運用了渦輪增壓器和噴射式發(fā)動機中使用的技術原理“科恩達效應”突破了制約無葉風扇最核心的技術：空氣倍增技術。并且在風扇結構中成功運用了亥姆霍茲共振腔原理達到降噪的功能。這種技術創(chuàng)新方案不僅有效地解決了已有扇葉風扇的有害功能，而且簡化了系統(tǒng)組件，增強了操作體驗。同時根據(jù)TRIZ理論中的“協(xié)調(diào)性進化法則”可知：當功能受體發(fā)生改變時（隨著生活水平的提高和生活環(huán)境的變化人們已不再滿足傳統(tǒng)風扇的固有體驗，更需要一種安靜、衛(wèi)生、方便、節(jié)能的風扇），功能載體也必然做出相應的改變，一種更為簡潔的中空風扇新形勢有了可行性依據(jù)和市場基礎。于是便實現(xiàn)了組件模型、功能模型、結構模型的成功建立（見圖3、圖4）。

由于處在成長期到成熟期的過渡階段，而每個子系統(tǒng)又各自沿著自己的s曲線進化，遵循著自己的設計進化規(guī)律，因此作為產(chǎn)品設計師，有必要借助子系統(tǒng)的不均衡進化法則來預測子系統(tǒng)和整個超系統(tǒng)的進化趨勢，首先找到抑制產(chǎn)品整體性能的子系統(tǒng)，然后借助TRIZ理論技術進化法則對整體系統(tǒng)中最不合理的子系統(tǒng)進行改進，進而提升產(chǎn)品整個系統(tǒng)的進化階段。戴森無葉風扇在傳統(tǒng)風扇的吹風原理、吹風方式、吹風過程研究基礎上，通過TRIZ技術進化理論成功的預測了一種新的功能進化形式：即更安全、更清潔、更穩(wěn)定的無扇葉吹風方式和一種具備極大再設計空間的設計進化形式，即采用了“具有一定深度的中央開口圓形、橢圓形或跑道形”這一主體形態(tài)，下方的基座均為圓柱形基座，這種設計形態(tài)的進化不僅克服了傳統(tǒng)風扇造型頭重腳輕的缺點，而且有助于戴森產(chǎn)品形成自己的產(chǎn)品系列設計語言。這種由功能進化形式到設計進化形式，在新的設計形式自由度下進一步解構和重構功能子系統(tǒng)的過程使得戴森無葉風扇與普通風扇區(qū)別開來。

三、戴森產(chǎn)品系列設計進化路線圖

再根據(jù)ZRIZ理論中的“技術系統(tǒng)向超系統(tǒng)進化法則”進一步預測整體進化趨勢，即技術系統(tǒng)進化到極限時，實現(xiàn)某項功能的子系統(tǒng)會從系統(tǒng)中剝離，轉移至超系統(tǒng)，作為超系統(tǒng)的一部分。從而在該子系統(tǒng)的功能得到增強改進的同時，也簡化了原有的技術系統(tǒng)（如戴森此后戴森產(chǎn)品通過第一代無葉風扇的基礎上進一步增加功能集成度簡化結構系統(tǒng)，推出了凈化、制暖、涼風三合一的戴森產(chǎn)品，dyson purehot+cool。集成了濾網(wǎng)凈化模塊，增加了暖風和涼風系統(tǒng)模式，使得該無葉風扇技術系統(tǒng)通過與其他電子設備技術子系統(tǒng)的結合，成功擺脫了進化過程中的功能限制，最終進化成為多功能的超系統(tǒng)。）

在戴森無葉風扇推出之前，市面銷售的大多風扇均是在結構和性能參數(shù)上進行少量的改進，但對于風扇“扇葉矛盾”（安全問題、衛(wèi)生問題、噪音問題）始終不能做到徹底解決，即理想度并不理想（理想度是指有用作用與有害作用的比值）而風扇扇葉作為風扇系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，其子系統(tǒng)性能結構已基本達到極限，這就成了抑制風扇整個系統(tǒng)體驗和設計進化的主要矛盾，在TRIZ技術進化論的基礎上通過對戴森無葉風扇案例的逐層進化研究后，我們知道戴森風扇的成功正是在模糊前期階段充分把握住了產(chǎn)品開發(fā)中傳統(tǒng)風扇的技術矛盾，以及在產(chǎn)品設計創(chuàng)新時大膽地進行跨界和融合，顛覆性地將Coanda Effect和亥姆霍茲共振技術運用于小小的無葉風扇，即成功定位了系統(tǒng)中最需要改進的子系統(tǒng)，從超系統(tǒng)的角度正確預測了產(chǎn)品設計進化方向，同時需要指出的是戴森無葉風扇所運用的空氣倍增核心技術原理即科恩達效應源于噴氣式飛機，這說明這種創(chuàng)新方案具有一定的技術基礎。

由于當時市面上所有有葉風扇在安全、衛(wèi)生、噪音方面存在無法徹底解決的技術和設計矛盾，而由于人們的生活水平普遍提高，人們愿意為更舒適、安全、衛(wèi)生的風扇設計付出更多的資金，渴望擁有更加人性和智能的產(chǎn)品，這就形成了戴森無葉風扇成功的社會和經(jīng)濟基礎。

此后戴森公司在此技術系統(tǒng)進化的基礎上及時制訂了正確的商業(yè)戰(zhàn)略，在成功推出戴森無葉風扇后，戴森公司將在戴森無葉風扇多年積累的研發(fā)技術進一步整合進其他產(chǎn)品線中，計生態(tài)鏈的產(chǎn)品進化成功推出了多種相關產(chǎn)品創(chuàng)新方案，最終形成了產(chǎn)品家族化系列，即空氣凈化風扇、空氣凈化暖風器、無葉冷風扇、無葉暖風器、除菌加濕器（如圖4），獲得了戴森無葉風扇系列的設計進化。

同時，戴森產(chǎn)品借助核心技術的成功跨界融合，又推出了新產(chǎn)品類別，如吹風機、干手器（如圖5，6）。從而擴大了產(chǎn)品線，通過進一步的設計創(chuàng)新最大化了商業(yè)效益。

產(chǎn)品設計是一種創(chuàng)造性設計活動，而設計師又常常圍繞視覺因素思考問題，即設計師在設計之前會在頭腦中構想新產(chǎn)品“應該是什么樣子”然后決定實現(xiàn)“這種樣子”的技術創(chuàng)新方案，這就要求形成“這種樣子”技術創(chuàng)新方法具有對未來產(chǎn)品進化趨勢的預測性和展望性，triz理論作為引領創(chuàng)新的工具，雖具有普適性，但“圍繞視覺因素展望技術進化”的設計創(chuàng)新機制是TRIZ技術技術進化理論較少涉及的，通過對戴森無葉風扇的案例研究可知，戴森產(chǎn)品進化的過程即是不同領域技術移植與設計整合的過程，這也符合TRIZ理論中有關解決問題理論方法論描述，即不同領域之間技術進化規(guī)律是可以相互移植的，因此作為產(chǎn)品設計師，在進行產(chǎn)品系列創(chuàng)新時有必要在TRIZ理論的基礎上針對“頭腦中應該有的樣子”定位理想解的方向和位置并把握技術移植規(guī)律，最終確定可移植的理想解，將整合創(chuàng)新思維和跨界思想運用于模糊前期階段的產(chǎn)品系列模糊性預測，這將極大地提升設計師頭腦中產(chǎn)品概念形成階技術創(chuàng)新方案選擇的前瞻性和準確性。

結論

通過對戴森產(chǎn)品案例研究，從戴森無葉風扇到凈化、制暖、涼風三合一的dyson purehot+cool，再到吹風機、干手器的推出，一步步實現(xiàn)了從吸塵方式、吹風方式到干手方式、護發(fā)方式的顛覆式創(chuàng)新，戴森系列產(chǎn)品的進化模式進一步清晰，即在單一產(chǎn)品開發(fā)階段充分把握技術進化的客觀規(guī)律，首先聚焦理想解的位置和方向，通過單一產(chǎn)品的技術創(chuàng)新帶動設計創(chuàng)新，進而實現(xiàn)從部分理想解到全部理想解的過渡。在產(chǎn)品線系列創(chuàng)新階段，應在技術進化規(guī)律的基礎上通過技術的移植與整合實現(xiàn)產(chǎn)品系列整合式創(chuàng)新（如圖7）。