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摘要：产品加入文化要素是文化继承和发扬的良好途径。但是，文化特征以某种形式附加于产品往往增加材料的使用和制造过程的难度。TRIZ冲突解决原理为设计师有效地解决上述问题提供新的设计思路，使产品不仅传承文化，而且在结构和功能上有实用性作用。本文将U盘这类产品赋予唐朝的高鬓三角鬓和梅花妆的文化特征，代表当时女子梳妆的风俗习惯。然后应用TRIZ冲突解决原理解决其中的技术冲突，完成改进设计。
关键字：TRIZ冲突理论 文化 U盘 创新设计
TRIZ理论是苏联发明专家G.S.Altshuller等人自1946年开始，在研究世界各国大量高水平专利的基础上，提出的具有完整体系的发明问题解决理论。应用TRIZ理论不仅可以提高成功率、缩短发明周期，也可以使发明问题的解具有可预见性。TRIZ理论广泛地应用到各个不同的领域，其中包括机械、电子、生物、化工、管理以及社会等方面。TRIZ理论在工业设计领域也有了新的突破，为设计师提供新的设计思路。文献[3]从宏观上阐述了TRIZ理论对工业设计的影响，指出目前常用的40条发明原理对于指导工业设计人员的发明具有重要的作用。文献[4]总结归纳了TRIZ的主要方法，选择出适合产品外观设计的方法，并形成了针对外观创新设计的系统化方法。
我国有几千年的历史文明，具有深厚的文化底蕴。一个好的产品设计师应该把中国的传统文化融入到西方现代设计的理念中去，但这种融入不是简单的相加，而是在对中国传统文化深刻理解基础上的融合。产品加入文化要素是文化继承和发扬的良好途径。但是，文化特征以某种形式附加于产品往往增加材料的使用和制造过程的难度。
本文通过具体实例演示如何运用TRIZ中的技术冲突理论发明原理，分步骤解决工业设计产品中的设计问题。并依据40条发明原理中的某些原理筛选出合理解，进行再设计，优化中国传统文化在U盘产品中的应用，最终制作出实体模型效果图。
一、TRIZ的体系结构
成功的创新经验表明，问题分析和系统转换对于解决问题都是非常重要的。TRIZ包含了问题分析的分析工具和系统转换的基本知识的工具和理论基础。图1所示为经典TRIZ的体系结构。
TRIZ分析工具包括ARIZ算法、物质一场分析、冲突分析和功能分析，这些工具用于问题模型的建立、分析和转换。包含的基于知识的工具：40条发明原理、76个标准解和效应数据库。在产品创新设计过程中，上述任何内容都能从不同方向给设计者提供新的设计方法和思路。用TRIZ理论解决发明问题是复杂的系统工程，本文在对TRIZ理论基础内容了解的基础上，将冲突理论应用到产品设计中。
二、冲突解决原理
产品主要是将功能以于实现，满足用户的各种需要。任何产品都包含一个或多个功能，为了实现这些功能，产品要由具有相互关系的多个零部件组成。无论是新设计还是改进的产品，设计人员在设计过程中首先保证或者提高产品部分性能，但这种提高往往导致产品其他内部性能的降低，即设计中往往存在冲突。
冲突经常出现在产品设计中，因此在产品设计过程中必须发现并解决冲突，而不是采用折中的方法来平衡问题的双方。在TRIZ理论中冲突分为三类：管理冲突、物理冲突和技术冲突。技术冲突和物理冲突同时存在，只是描述问题的角度不同，如图2所示。技术冲突通常表现为两个相互关联的参数之间的冲突；物理冲突是同一系统同一参数内的冲突。本文重点分析技术冲突及其解决原理。
技术冲突指的是一个作用导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害作用的消除导致一个或多个子系统或系统变坏。技术冲突出现的几种情况如下：（1）在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已经存在的一种有害功能。（2）消除一种有害功能导致另一种子系统有用功能变坏。（3）有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。
技术冲突分析过程中，控制参数取值不同（值1或值2）分别会产生不同的技术冲突（冲突1和冲突2）。设计人员选取主要改善性能参数后确定技术冲突，然后应用冲突矩阵和发明原理形成创新原理解，如图3所示。
三、基于TRIZ冲突解决原理的U盘设计
U盘是一种使用USB接口无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，是我们日常生活中较为常见的工具。品牌众多如金士顿、SONY、联想、朗科、三星等。随着消费者审美观的提高和使用需求多样化的变化，对它的设计也是层出不穷，时尚的、简约的、有趣的、搞怪的等等（图4）。
现今的产品逐渐步入国际轨道，大部分产品很大程度上受到西方风格的影响。这时候有很多中国设计师开始重新思考，如何使我们的产品富有中国特色。那就要根植于中国本土文化元素，产品赋予中国传统文化的趋势悄悄萌芽。唐朝是中国历史上最为重要的朝代之一，发展了宗教、美术等众多文化。此文便是把唐朝女子装束与U盘相结合，改进成具有文化符号意义的现代化产品。
通过对唐朝女子服饰妆容的调查研究，选择具有代表性的波斯胡服卡弗坦、高鬓三角鬓和梅花妆为设计源点。经过推敲构想后，将波斯胡服的花色纹路作为装饰印花附着在塑料U盘的盘身上，其中盖子赋予头饰的造型。U盘设计草图（图5）所展示的产品能明显代表唐朝的文化特征，此时，产品演变成了一种文化符号，增加了新的附加值，其产品也更有收藏价值。
四、U盘存在的问题
技术冲突：U盘主体盘身增加了唐朝服饰印花，其结构简单并加工过程较容易。但是盖子部分的三角鬓增加了制造难度成为结构缀余。其技术冲突为：如果尽可能多的附加文化特征，则加工过程复杂；如果加工过程简单，则无法准确表达唐朝文化特征。在TRIZ理论中将问题描述为：1）改进参数。可制造性（No.32）。2）恶化参数。适应性及多用性（No.35）。根据冲突矩阵查阅相关的技术冲突解决理论的发明原理，将此技术冲突解决绘制成图形（图6）。 五、技术冲突解决理论的发明原理
技术冲突解决理论的发明原理：
No.2分离：此原理指将一个物体中的“干扰”部分分离出去或将物体中的关键部分挑选分离出来。针对本文产品，唐朝文化因素过多造成结构赘余，同时增加了制造难度。选择性地挑选出唐朝女子妆容部分独立设计U盘，将此部分从整体中分离出来设计成一类产品。余下的部分进行再设计。
No.13反向：此原理指将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作。针对本文产品，盖子与盘身所附加的文化互换，同时增大唐朝女子头饰体积，作为U盘主体盘身，缩小服装体积，作为U盘盖子。
No.15动态化：此原理指将一个物体划分为相关的元件，他们之间可以改变相对位置。针对本文产品，将.盘划分为不同功能模块，使用和携带时进行不同组装。
分析方案的合理性：
分离原理（No.2）：选择唐朝女子装容的脸部和三角鬓的组合部分。由于U盘体积较小，负载不了过多的文化要素。通过TRIZ分离原理选择部分要素以后，适合产品需要的体积大小也足够表达出唐朝代表性的文化特征，而且具有完整性。此方案合理。
反向原理（No.13）：文化特质的表达要考虑整体性，如果增大面容体积缩小服装体积，设计出的产品无法准确表达文化特征，而且这样设计的结果是整体效果失衡抹杀了美观的因素。此方案不合理。
动态化（No.15）：由于产品体积相对较小，这种方法会增加结构复杂度。此方案不合理。
用选定方法完成设计：
通过上述分析，运用TRIZ冲突解决中的No.2（分离）原理对以上问题进行解决，最终设计出的创新方案是去除服装这一文化特征，只用脸部妆容和发饰文化特征设计，将本来缀余的三角鬓转为有用不锈钢结构的U盘盖子（No.2）。其中梅花妆用同样原理设计成聚乙烯塑料的提示灯，增加U盘是否正在使用的提示功能（No.2）。携带用的小孔放在盘身的右上角，保护产品主要部分的同时也没有影响美观效果（图7.图8）。
结语：
设计方法是设计者完成设计创新、解决设计问题的手段和程序。为了更好的研究设计过程中出现的大大小小的问题，保证设计质量，设计者需要多种设计方法作为指导。TRIZ仍处在发展和完善的阶段，需要进一步加深解析、拓宽应用，但是其成熟部分完全可以为设计工作者提供大量的帮助。以TRIZ为核心，建立了可以应用于概念设计的过程模型，可以帮助设计师解决设计中的各种不同问题，不只是冲突问题。这一系列模型帮助设计者加速创新进程。但对于TRIZ在实际过程中的应用还需不断学习和尝试，除了冲突理论，还有其他不同的理论体系，如果能针对不同设计问题将TRIZ中匹配的方法理论合理应用，变通自若，可以说设计者就拥有了强大的武器开启创意设计的宝库，进而不断地在设计的海洋中探索。
参考文献
1 檀润华，发明问题解决理论[M】.北京：科学出版社，2004
2 沈法，现代产品设计【M].郑州：河南美术出版社，2003
3 张磊，檀润华，TRIZ理论对工业设计的影响[J].艺术设计（理论），2007，（9）：147-149
4 赵瑾，基于IRIZ进化理论的外形创新设计系统研究【D].成都：电子科技大学，2006
5 卢艺丹，华梅立，工业设计方法，北京：高等教育出版社，2009
关键字：TRIZ冲突理论 文化 U盘 创新设计
TRIZ理论是苏联发明专家G.S.Altshuller等人自1946年开始，在研究世界各国大量高水平专利的基础上，提出的具有完整体系的发明问题解决理论。应用TRIZ理论不仅可以提高成功率、缩短发明周期，也可以使发明问题的解具有可预见性。TRIZ理论广泛地应用到各个不同的领域，其中包括机械、电子、生物、化工、管理以及社会等方面。TRIZ理论在工业设计领域也有了新的突破，为设计师提供新的设计思路。文献[3]从宏观上阐述了TRIZ理论对工业设计的影响，指出目前常用的40条发明原理对于指导工业设计人员的发明具有重要的作用。文献[4]总结归纳了TRIZ的主要方法，选择出适合产品外观设计的方法，并形成了针对外观创新设计的系统化方法。
我国有几千年的历史文明，具有深厚的文化底蕴。一个好的产品设计师应该把中国的传统文化融入到西方现代设计的理念中去，但这种融入不是简单的相加，而是在对中国传统文化深刻理解基础上的融合。产品加入文化要素是文化继承和发扬的良好途径。但是，文化特征以某种形式附加于产品往往增加材料的使用和制造过程的难度。
本文通过具体实例演示如何运用TRIZ中的技术冲突理论发明原理，分步骤解决工业设计产品中的设计问题。并依据40条发明原理中的某些原理筛选出合理解，进行再设计，优化中国传统文化在U盘产品中的应用，最终制作出实体模型效果图。
一、TRIZ的体系结构
成功的创新经验表明，问题分析和系统转换对于解决问题都是非常重要的。TRIZ包含了问题分析的分析工具和系统转换的基本知识的工具和理论基础。图1所示为经典TRIZ的体系结构。
TRIZ分析工具包括ARIZ算法、物质一场分析、冲突分析和功能分析，这些工具用于问题模型的建立、分析和转换。包含的基于知识的工具：40条发明原理、76个标准解和效应数据库。在产品创新设计过程中，上述任何内容都能从不同方向给设计者提供新的设计方法和思路。用TRIZ理论解决发明问题是复杂的系统工程，本文在对TRIZ理论基础内容了解的基础上，将冲突理论应用到产品设计中。
二、冲突解决原理
产品主要是将功能以于实现，满足用户的各种需要。任何产品都包含一个或多个功能，为了实现这些功能，产品要由具有相互关系的多个零部件组成。无论是新设计还是改进的产品，设计人员在设计过程中首先保证或者提高产品部分性能，但这种提高往往导致产品其他内部性能的降低，即设计中往往存在冲突。
冲突经常出现在产品设计中，因此在产品设计过程中必须发现并解决冲突，而不是采用折中的方法来平衡问题的双方。在TRIZ理论中冲突分为三类：管理冲突、物理冲突和技术冲突。技术冲突和物理冲突同时存在，只是描述问题的角度不同，如图2所示。技术冲突通常表现为两个相互关联的参数之间的冲突；物理冲突是同一系统同一参数内的冲突。本文重点分析技术冲突及其解决原理。
技术冲突指的是一个作用导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害作用的消除导致一个或多个子系统或系统变坏。技术冲突出现的几种情况如下：（1）在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一个子系统产生一种有害功能，或加强了已经存在的一种有害功能。（2）消除一种有害功能导致另一种子系统有用功能变坏。（3）有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。
技术冲突分析过程中，控制参数取值不同（值1或值2）分别会产生不同的技术冲突（冲突1和冲突2）。设计人员选取主要改善性能参数后确定技术冲突，然后应用冲突矩阵和发明原理形成创新原理解，如图3所示。
三、基于TRIZ冲突解决原理的U盘设计
U盘是一种使用USB接口无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，是我们日常生活中较为常见的工具。品牌众多如金士顿、SONY、联想、朗科、三星等。随着消费者审美观的提高和使用需求多样化的变化，对它的设计也是层出不穷，时尚的、简约的、有趣的、搞怪的等等（图4）。
现今的产品逐渐步入国际轨道，大部分产品很大程度上受到西方风格的影响。这时候有很多中国设计师开始重新思考，如何使我们的产品富有中国特色。那就要根植于中国本土文化元素，产品赋予中国传统文化的趋势悄悄萌芽。唐朝是中国历史上最为重要的朝代之一，发展了宗教、美术等众多文化。此文便是把唐朝女子装束与U盘相结合，改进成具有文化符号意义的现代化产品。
通过对唐朝女子服饰妆容的调查研究，选择具有代表性的波斯胡服卡弗坦、高鬓三角鬓和梅花妆为设计源点。经过推敲构想后，将波斯胡服的花色纹路作为装饰印花附着在塑料U盘的盘身上，其中盖子赋予头饰的造型。U盘设计草图（图5）所展示的产品能明显代表唐朝的文化特征，此时，产品演变成了一种文化符号，增加了新的附加值，其产品也更有收藏价值。
四、U盘存在的问题
技术冲突：U盘主体盘身增加了唐朝服饰印花，其结构简单并加工过程较容易。但是盖子部分的三角鬓增加了制造难度成为结构缀余。其技术冲突为：如果尽可能多的附加文化特征，则加工过程复杂；如果加工过程简单，则无法准确表达唐朝文化特征。在TRIZ理论中将问题描述为：1）改进参数。可制造性（No.32）。2）恶化参数。适应性及多用性（No.35）。根据冲突矩阵查阅相关的技术冲突解决理论的发明原理，将此技术冲突解决绘制成图形（图6）。 五、技术冲突解决理论的发明原理
技术冲突解决理论的发明原理：
No.2分离：此原理指将一个物体中的“干扰”部分分离出去或将物体中的关键部分挑选分离出来。针对本文产品，唐朝文化因素过多造成结构赘余，同时增加了制造难度。选择性地挑选出唐朝女子妆容部分独立设计U盘，将此部分从整体中分离出来设计成一类产品。余下的部分进行再设计。
No.13反向：此原理指将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作。针对本文产品，盖子与盘身所附加的文化互换，同时增大唐朝女子头饰体积，作为U盘主体盘身，缩小服装体积，作为U盘盖子。
No.15动态化：此原理指将一个物体划分为相关的元件，他们之间可以改变相对位置。针对本文产品，将.盘划分为不同功能模块，使用和携带时进行不同组装。
分析方案的合理性：
分离原理（No.2）：选择唐朝女子装容的脸部和三角鬓的组合部分。由于U盘体积较小，负载不了过多的文化要素。通过TRIZ分离原理选择部分要素以后，适合产品需要的体积大小也足够表达出唐朝代表性的文化特征，而且具有完整性。此方案合理。
反向原理（No.13）：文化特质的表达要考虑整体性，如果增大面容体积缩小服装体积，设计出的产品无法准确表达文化特征，而且这样设计的结果是整体效果失衡抹杀了美观的因素。此方案不合理。
动态化（No.15）：由于产品体积相对较小，这种方法会增加结构复杂度。此方案不合理。
用选定方法完成设计：
通过上述分析，运用TRIZ冲突解决中的No.2（分离）原理对以上问题进行解决，最终设计出的创新方案是去除服装这一文化特征，只用脸部妆容和发饰文化特征设计，将本来缀余的三角鬓转为有用不锈钢结构的U盘盖子（No.2）。其中梅花妆用同样原理设计成聚乙烯塑料的提示灯，增加U盘是否正在使用的提示功能（No.2）。携带用的小孔放在盘身的右上角，保护产品主要部分的同时也没有影响美观效果（图7.图8）。
结语：
设计方法是设计者完成设计创新、解决设计问题的手段和程序。为了更好的研究设计过程中出现的大大小小的问题，保证设计质量，设计者需要多种设计方法作为指导。TRIZ仍处在发展和完善的阶段，需要进一步加深解析、拓宽应用，但是其成熟部分完全可以为设计工作者提供大量的帮助。以TRIZ为核心，建立了可以应用于概念设计的过程模型，可以帮助设计师解决设计中的各种不同问题，不只是冲突问题。这一系列模型帮助设计者加速创新进程。但对于TRIZ在实际过程中的应用还需不断学习和尝试，除了冲突理论，还有其他不同的理论体系，如果能针对不同设计问题将TRIZ中匹配的方法理论合理应用，变通自若，可以说设计者就拥有了强大的武器开启创意设计的宝库，进而不断地在设计的海洋中探索。
参考文献
1 檀润华，发明问题解决理论[M】.北京：科学出版社，2004
2 沈法，现代产品设计【M].郑州：河南美术出版社，2003
3 张磊，檀润华，TRIZ理论对工业设计的影响[J].艺术设计（理论），2007，（9）：147-149
4 赵瑾，基于IRIZ进化理论的外形创新设计系统研究【D].成都：电子科技大学，2006
5 卢艺丹，华梅立，工业设计方法，北京：高等教育出版社，2009