21世纪以来, 随着国家提出鼓励汽车消费的政策的提出, 中国汽车行业进入到良性发展, 汽车已经和人民的生活息息相关, 而近年来国家倡导绿色环保出行方式, 那么客车——这一和人之间的联系最为紧密的车种的开发前景就显得更加广阔了。在此期间, 设计什么样的客车?怎样设计客车已成为国内多家大型汽车生产厂家所关注的重中之重, 如何抓住这一契机进行投资也很多厂家应当关注的。其中, 直接和乘客所接触的内饰设计当必然起到不可或缺的因素, 因此, 客车内饰设计无疑是设计的重中之重。保定长安客车制造有限公司隶属于中国长安汽车集团, 根据市场需求, 对于客车内饰设计进行研究恰好符合市场的要求。
在以长安客车的雄厚实力为基础上, 以客车内饰进行研究开发正是符合这一趋势的良好设计。而以TRIZ与QFD理论为设计的指导方法, 则可以弥补单纯性概念设计的不足, 使得设计更加符合企业和市场的要求, 更趋于理性化和实际化。
1 TRIZ和QFD简述
1.1 TRIZ
TRIZ理论方法的相关研究始于1916年, 以G.S.Altshullcr为首的前苏联的研究团队分析了数万项专利, 综合多学科知识, 提出创新问题的一系列可遵循的原理和法则。随后, TRIZ的研究与实践在西欧和美国迅速发展, 其应用也遍及许多领域。
TRIZ理论是建立在大量专利分析的基础上, 总结出各种技术发展进化遵循的规律模式, 以及解决各种技术矛盾的创新原理和法则, 构建了T R I Z理论。可以说TRIZ理论是人类已有科技知识与创新思维规律、方法的完美结合。它是对人类创新活动规律和原理更深入和系统的揭示, 为更好的创新提供了坚实的理论和方法基础, 是认识和推动人类创新活动的一个突破性成果。
1.2 QFD简介
质量功能展开QFD (Quality Function Deployment) 于20世纪70年代初起源于日本。在70年代中期, QFD相继被日本其它公司所采用。丰田公司于70年代后期使用QFD取得了巨大的经济效益, 新产品开发起动成本累计下降了61%, 而开发周期下降了1/3。QFD是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法, 它体现了以市场为导向, 以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。
2 基于TRIZ与QFD的客车内饰造型设计实例
经过相关专业人员历时1年的市场调研和设计分析, 可以得知在市场的要求下的客车内饰是客车设计中的重要环节, 针对于SC6701款客车, 其内饰不但适应人群应当广泛, 具有实用性、舒适性, 而且具有可持续发展性和绿色环保要求, 同时体现公司产品的独特特色。针对客户要求, 我们运用T R I Z与Q F D相关原理对其进行分析构建。
2.1 QFD矩阵的建立
任何产品设计都不能脱离客户需求和市场需求, 首先要明确设计要求和条件。设计要求和设计条件也是矩阵建立的基础, 一般情况下都是由相关人员对于使用人群有目的有针对性地用调研问卷, 随机普查等方式获取信息并且整理归纳得出的。在进行新的产品设计时, 以前期的市场调研作为基础 (即利用调查、会面、测试等手段收集与客户需求相关的信息, 并以此驱动产品设计) , 以求平衡新产品的功能、性能、上市时间和结合生产制造者的自身条件和市场竞争状况的差, 使得企业产品在最大限度满足需求的情况下, 获得最大的经济效益和社会效益。SC6701款客车内饰不仅仅应当满足地域性、文化性等特色, 同时也要具有功能性和易实现性, 针对其建立矩阵可以将产品最主要的问题和参数直观的表现出来, 明确优先权及各参数与最终目标值的关系, 并且将资料转换为设计和制造信息。建立QFD矩阵 (即质量屋) 可以直观的得知用户需求、产品功能及其相互关系。
2.2 描述冲突和分析冲突
经过HOQ质量屋的构建分析, 我们很容易发现产品设计中不足和设计矛盾。如何有效的解决这些矛盾。并且使得设计得到最大化的利用, 就要运用TRIZ原理结合实际要求解决问题。
TRIZ理论认为, 每个产品都由若干个技术系统组成, 并针对技术系统, 提出了理想度的概念。所谓技术系统的理想度, 是从技术系统所组成的整个系统的功能中体现出来的。其评价指标公式如下:
其中:I为理想度;
∑UF为有用功能之和;
∑HF为有害功能之和 (污水、毒气、废料、光污染、辐射、次声波、震动、噪声……) ;
∑C为成本之和 (如与成本直接相关的材料、时间、空间、资源、复杂度、能量、重量……) 。
由上式可以得出结论:技术系统的理想度与有用功能之和成正比;与有害功能之和成反比;理想度越高, 产品的竞争能力越强。可以说, 创新的过程, 就是提高系统理想度的过程。因此, 在发明创新中, 应以提高理想度的方向作为设计的目标。
提高理想度可以从以下四个方向来做努力:增大分子, 减小分母, 理想度显著提高;增大分子, 分母不变, 理想度提高;分子不变, 分母减小, 理想度提高;分子、分母都增加, 但分子增加的速率高于分母, 理想度提高。
努力的最终方向是让理想度 (I) 趋于无穷大。
3 结论及结语
基于T R I Z理论和Q F D的产品概念设计, 是以数字化虚拟设计作为背景的, 针对概念设计过程本身的复杂性、模糊性和多变性, 在设计过程中尽可能地减少了不确定因素, 用可遵循的算法代替人脑不规则的想法, 充分利用了己有的成功经验。该概念设计模型大大改善了设计过程, 缩短了设计周期, 同时通过T R I Z辅助工具的运用, 方便了问题的解决, 有利于设计创新。通过实践证明, 采用两者结合的设计方式将更有利于产品设计开发, 使得设计和生产自然接轨, 更利于缩短生产周期, 提高产品生命周期, 降低成本, 更有利于企业和设计界的发展。但是无论是RIZ理论还是QFD的矩阵建立, 都是“舶来品”, 具有一定的限制型和地域性, 如何将其本地化, 区域化, 将是我们在未来所面对, 所要解决的问题。
摘要：随着国内经济的发展, 客车使用范围的增加, 客车内饰设计越来越受关注。以TRIZ与QFD理论为设计的指导方法, 可以从理性的角度提出一种新的客车内饰造型设计方法。该方法通过相关质量屋的建立和系统理论的分析, 有效的提高了设计效率, 降低了研发成本并且缩短了研发周期。最后, 通过客车内饰造型设计的实例, 对这一方法加以说明。
关键词：TRIZ,QFD,产品造型,质量屋
参考文献
[1] 牛占文, 徐燕申, 林岳, 等.发明创造的科学方法论——TRIZ[J].中国机械工程, 1999 (1) :84～89.
[2] 檀润华, 张国红, 焦建新, 等.产品设计中的冲突及解决原理.河北工业大学学报, 2001, 30 (3) :1～6.