掌握创新理论 收获设计大奖

    2004年9月3日在全国大学生第三届“创新杯”设计大赛中，由来自天津大学工业设计专业的参赛学生设计的“城市乌蓬”以其造型新颖、结构富有创新性获得三等奖。

    三个刚刚升入大学三年级的本科生何以具有如此的创造力，其成功的奥秘是什么？答案是因为他们掌握了实现创新的有力工具——TRIZ理论及其方法。

    参赛获奖的作品是“无动力旅游观光车设计方案”，旨在为上海世博会提供方便、实用、美观的旅游观光车设计方案，设计要求观光车能够搭载1－4名乘客，并要求为人力（无动力）车，能够在热闹的观光景区和人流如梭的大街小巷穿行观光。天津大学设计的观光车的总体设计造型如图1所示，因外形酷似南方水乡常见的乌蓬船，故取名为“城市乌蓬”。

    图1 “城市乌蓬”总体造型设计

    由于观光车用途的特殊性，车子既要在搭载游客时能够提供足够舒适的乘坐空间，而在不载人和停泊时又希望它所占用的空间越小越好。因此在观光车结构设计方面需要进行综合考虑进行结构设计创新。TRIZ理论及其方法的学习和有效应用为三位学生的创新思维提供了强大支持。

    首先，在观光车总体方案的确定上，根据TRIZ理论40个创新原理中第17个创新原理：一维变多维（Transition Into a New Dimension）中的“将一维直线运动的物体变为二维平面运动，或三维空间运动”子项，考虑到观光车载客需要稳定且不宜复杂的结构，于是初步确定观光车采用三轮车的结构形式实现载人和行驶。同时需要有支持整体变形以缩小空间占用的结构，根据TRIZ理论第15个创新原理——动态特性（Dynamicity）中的“使不动的物体可动或可自适应”子项，在保持简单实用的设计原则基础上，选用平面四连杆机构中的平行四边形机构作为一个变形核心部分。同时利用第7个创新原理——嵌套（Nesting）中的“.把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物体……”子项实现伸缩折叠功能，可缩小两个车轮之间的距离达到使观光车占用空间变小的目的。其变形结构如图2、图3所示。

    图3  实现折叠变形后的结构示意图

    其次，在对观光车驱动方案的选择上，运用了TRIZ理论的第13个创新原理：逆问题（Do It in Reverse）。将链条驱动系统由后轮驱动改成了前轮驱动，如图4所示。这样做的好处是使得后轮在进行折叠变形时结构最简单，也不易损坏，同时增加了观光车的趣味性。

    图4  观光车前轮驱动结构

    还有其它结构设计方案的产生也都直接或间接运用到了TRIZ理论所包含的创新原理。由此可见，一辆看似简单的观光车蕴涵了给人极大惊喜的创新设想，并且在先进创新理论的指导下，许多难题迎刃而解。由于TRIZ理论是全球近250万份高水平发明专利研究成果的精华总集，几乎所有的发明创造所采用的原理都涵盖在TRIZ理论中。TRIZ创新理论的掌握和运用，使得创新本身的步骤和效率有了显著的改善。随着TRIZ理论的不断完善和发展，以及计算机软件技术的应用，为产品创新设计的飞速发展提供了强有力的辅助工具。如亿维讯集团的计算机辅助创新工具Pro/Innovator（最新版本2004版业已发布）就能够为产品设计师或产品研发工程师提供系统的创新规律和方法，使得产品创新不再是一件绞尽脑汁、耗尽心神的工作，更重要的是它使产品创新变得有理论可依据、有规律可遵循、有方法可借鉴，并能够协助设计师最终获得高质量的产品创新设计。