TRIZ創(chuàng)新方法課程報告_便攜入耳式耳機設(shè)計說明

1、課程名稱 創(chuàng)新方法題目名稱 便攜入耳式耳機設(shè)計學生學院學院專業(yè)班級學 號學生指導(dǎo)教師 杰/閔雁2016 年 12 月 1 日目錄1 緒論 41.1 題目背景及目的 42 問題描述 52.1 問題情境描述 52.2 問題初始情境描述 52.3 系統(tǒng)當前存在的主要問題 52.4 系統(tǒng)主要缺點出現(xiàn)的情境 52.5 初步解決思路 62.6 明確要解決的問題 62.7 對新技術(shù)系統(tǒng)的要求 62.8 技術(shù)系統(tǒng) IFR 63 問題分析 63.1 系統(tǒng)功能分析與建立功能模型 63.1.1 組件分析及相互作用分析 63.1.2 建立功能模型 73.1.3 通過功能模型的分析與裁剪的應(yīng)用 73.1.4 通過功能模

2、型分析與裁剪得到的關(guān)鍵問題 83.2 因果分析 83.2.1 原因軸分析 83.2.2 結(jié)果軸分析 83.2.3 因果分析的規(guī)化 83.2.4 選擇解題的入手點 93.2.5 識別出的問題 94 矛盾問題求解 94.1 技術(shù)矛盾分析與求解 94.2 物理矛盾分析與求解 10物理矛盾識別 104.2.2 空間分離 104.2.3 時間分離 115 方案評價 125.1 方案原理說明 125.2 方案原理評價與決策 125.3借助技術(shù)系統(tǒng)物場模型分析解決方案 126 結(jié)論與課程學習心得 13參 考 文 獻 141 緒論1.1題目背景及目的背景：正當使用者習以為常地將耳機插入手機然后享受私人音樂時，

3、 雖然技術(shù)上有很大的提升，但耳機外部形態(tài)變化很小。 而現(xiàn)有手機的外形多是長方體型， 入耳式耳機和手機一起放入口袋很容易發(fā)生碰撞，人在運動時耳機在口袋也不能放得很牢固。目的：設(shè)計出一款方便攜帶且與眾不同的耳機。財刪型分靳極認識每個郡杵的門匹作用f發(fā)現(xiàn)工薜純中的剛s陣低成本、IM設(shè)計、需陽甌專利因凰分析應(yīng)規(guī)解決冋遐的人口防止問遁d業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)翊期設(shè)計工異 < 用于開炭辺駅対冋ja沒有黒踣時矛誓Mi i>.逢過磁的i創(chuàng)洼化來*聯(lián)詢a磁F-fV"品.立位產(chǎn)品發(fā)顯析段,樂用合適的題與Q】Qr門FSS等其他方法工具給合r畑KlZfit炸性2問題描述2.1問題情境描述技術(shù)系統(tǒng)名稱：入耳式耳

4、機技術(shù)系統(tǒng)功能：放入耳朵發(fā)出聲音，接收手機音頻訊號2.2問題初始情境描述手機發(fā)出音頻訊號，訊號經(jīng)耳機線或電磁波傳送到耳機左右處理單元，處理成聲音傳入耳朵被耳朵接收（完整描述系統(tǒng)的工作原理）。2.3系統(tǒng)當前存在的主要問題耳機外形不方便攜帶。2.4系統(tǒng)主要缺點出現(xiàn)的情境1耳機與手機一同放置的時候 2放置口袋人劇烈運動的時候2.5初步解決思路（或類似問題的解決方案及存在的缺陷）藍牙耳機（取消了耳機線）或是使用耳機收納盒2.6明確要解決的問題如何解決耳機外形不利于方便攜帶。2.7對新技術(shù)系統(tǒng)的要求耳機便于和手機一同收納以及隨身攜帶。2.8技術(shù)系統(tǒng)IFR將手機與耳機外形統(tǒng)一。3問題分析3.1系統(tǒng)功能分析

5、與建立功能模型組件分析及相互作用分析組件A組件A對組件B的作用組件B補充功能級別手機產(chǎn)生聲音至引線一端主要功能引線連接左右發(fā)聲單兀兩端封閉輔助功能左右發(fā)聲單兀產(chǎn)生聲音至耳朵基礎(chǔ)功能音頻、視頻存在手機電子信號輔助功能建立功能模型通過功能模型的分析與裁剪的應(yīng)用將引線單元裁剪掉后再建立理想化的功能模型。塑眾劇忤峯址炸用件!1hik余St址件>mi u分析新的功能模型可知：引線的功能是連接手機與左右發(fā)音單元。若符合以下條件，引線可被拆除：（1）沒有手機和左右發(fā)音單元，因此這兩者不需要引線連接；（2 ）手機自己本身能夠起連接作用，將其和左右發(fā)音單元連接起來；（3）技術(shù)系統(tǒng)中的其他組件起連接作用，如

6、左右發(fā)音單元；超系統(tǒng)組件中有起連接作用的 組件，如音頻、視頻。目前已有的解決方案：藍牙耳機經(jīng)過第1次裁剪，分析出結(jié)果是已經(jīng)存在的較好的解決方案，繼續(xù)對功能模型進行裁剪。價值最低的組件一一左右發(fā)音單元。裁剪掉左右發(fā)音單元后建立一個新的理想化的功能模 型。棗址作用小非 1A酋LJA1 f1ftFl轉(zhuǎn)M號分析新的功能模型可知： 左右發(fā)音單元的功能是將手機產(chǎn)生的電子信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械信號。若符合以 下條件，左右發(fā)音單元可被拆除：（1 ）沒有手機，則不需要左右發(fā)音單元轉(zhuǎn)換信號；（2）手機本身能夠起轉(zhuǎn)換信號的作用，將電子信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械信號傳入耳中；（3）超系統(tǒng)組件中有起轉(zhuǎn)換信號作用的組件，如音頻、視頻。目前不

7、存在解決方案。接下來分析上述可能條件得知，條件（1）與（2）均不是解決問題的可行條件，條件（2）存在解決問題的可能性。通過功能模型分析與裁剪得到的關(guān)鍵問題手機與耳機外形不能統(tǒng)一。3.2因果分析原因軸分析結(jié)果軸分析因果分析的規(guī)化1） 缺乏一一合理外形2）存在一一標準外形3)有害的多余體積4)過度一-體積5)不足一-6)不可控-手機造型一手機廠商7)不穩(wěn)定-口袋大小用戶穿著324選擇解題的入手點將手機設(shè)計成耳機或?qū)⒍鷻C設(shè)計成手機。325識別出的問題通過因果分析，引起耳機不便攜問題的根本原因是：外形與手機不統(tǒng)4矛盾問題求解4.1技術(shù)矛盾分析與求解1問遜工程矛石EC選搾通用丁程櫓數(shù)發(fā)明原理解決方案T-

8、C1:IF,. Tim,HC2:IF. ThruEC-EC工笈明罠理發(fā)明總理Y1Y2Vi工趕問題; 的枝局鬥F述-般優(yōu)3!解決的偲孚在址理從爭個矛於 選抒其中-1確定改 化的蜃f沖F善和霧數(shù)根粛裁數(shù)4 矛膚矩陣4 求明原理處找 對應(yīng)的現(xiàn)在智能手機的造型特征是長盒子式造型，并且由于手機廠商之間的硬件比拼，手機的顯示屏尺寸變 得越來越大，手機尺寸也相應(yīng)增大，而耳機相對于手機最明顯的特征是小而 輕。如果按照“將手機設(shè)計成耳機或?qū)⒍鷻C設(shè)計成手機”的思路直接進行下去，其中必有一種產(chǎn)品喪失自己本身的功能。無論是手機還是耳機， 若要實現(xiàn)互相轉(zhuǎn)變， 尺寸問題是制約兩者的關(guān)鍵因素。此問題的技術(shù)矛盾就 是大體積產(chǎn)

9、品變成小體積產(chǎn)品，同時大體積產(chǎn)品形狀和尺寸不變。4.2物理矛盾分析與求解421物理矛盾識別用戶使用耳機希望佩戴舒適，因此尺寸要做得足夠大來配合耳朵，而使用便攜性的需求又要求尺寸要夠小才能方便攜帶?？臻g分離定義矛盾需求空間Stepl :定義物理矛盾參數(shù)：耳機尺寸要求1：耳機的尺寸應(yīng)該盡量大，用以使用戶佩戴在耳朵上盡量舒適牢固。要求2 :耳機的尺寸應(yīng)該盡量地小，方便嵌套在手機上攜帶。Step2 :如果想實現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的理想狀態(tài)，這個參數(shù)的不同要求應(yīng)該在什么空間得以實 現(xiàn)？空間1:耳朵空間2:手機Step3 :以上兩個空間區(qū)域是否交叉？否：應(yīng)用空間分離口是：嘗試其他分離方法423時間分離Stepl :

10、定義物理矛盾參數(shù)：耳機尺寸要求1：耳機的尺寸應(yīng)該盡量大，用以使用戶佩戴在耳朵上盡量舒適牢固。要求2 :耳機的尺寸應(yīng)該盡量地小，方便嵌套在手機上攜帶。Step2 :如果想實現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的理想狀態(tài)，這個參數(shù)的不同要求應(yīng)該在什么時間得以實現(xiàn)？空間1:使用耳機時，佩戴舒適牢固空間2:不使用耳機時，方便嵌套在手機上攜帶Step3 :以上兩個時間區(qū)域是否交叉？否：應(yīng)用時間分離口是：嘗試其他分離方法解決方案：根據(jù)對技術(shù)矛盾的描述，將該問題的技術(shù)矛盾轉(zhuǎn)換為39頂工程參數(shù)中的2頂。工程參數(shù)8號靜止物體的體積：靜止物體的體積以填充運動物體或者運動物體占用的單位立方體個數(shù)來度量。體積不僅可以是三維物體的體積，也可以是

11、與表面結(jié)合、具有給定厚度的一個層的體積。工程參數(shù)12號形狀：形狀指一個物體的輪廓或外觀。形狀的變化可能表示物體的方向性變 化，或者表示物體在平面和空間2種情況下的形變。根據(jù)得到的工程參數(shù)，確定解決問題需要的發(fā)明原理。根據(jù)得到的 2個工程參數(shù)，改善參數(shù) 8為體積，惡化參數(shù) 12 為形狀，查閱阿奇舒勒的技術(shù) 矛盾矩陣 161 得 到 3 個創(chuàng)新原理： 7 號，2 號和 35號。5 方案評價5.1 方案原理說明（1）7 號嵌套原理的 基本容是：把一個物體嵌入另一個物體，然后再將這2 個物體嵌入第3 個物體，以此類推；讓某物體穿過另一物體的空腔。（2）2 號抽取原理的基本容是：從物體中抽取產(chǎn)生負面影響

12、的部分或?qū)傩?；僅抽出物體中必要的部分或?qū)傩浴＃?）35 號改變物理或化學參數(shù)的基本容是：改變聚集態(tài)（物態(tài)） 、改變濃度或密度、 改變 柔度、改變溫度。5.2 方案原理評價與決策綜合分析以上 3條發(fā)明原理， 其中 2號抽取原理 和35 號改變物理或化學參數(shù)原理， 對徹底 解決該問題的指導(dǎo)意義不大，而 7 號嵌套原理是解決該問題最有價值的發(fā)明原理。通過TRIZ標準解理論分析后，可以將耳機嵌套于手機當中，原因如下：（1）攜帶性， 雖然現(xiàn)在耳機攜帶方便， 但是用戶總會遇到忘帶耳機卻需要使用耳機的場合；（2）獨創(chuàng)性，手機與耳機這兩者存在依托關(guān)系，在普通用戶的思維當中，應(yīng)該是分離的， 彼此可以獨立存在，

13、不會依賴某一方同時存在， 可以擺脫使用者在使用藍牙耳機打時被人誤 以為自言自語的尷尬；（3）可行性，現(xiàn)在手機尺寸變得越來越大，除去操作屏的有效使用面積外，其他面積未被 充分利用，耳機的技術(shù)也相對成熟，可以像攝像頭一樣集成于手機當中。5.3 借助技術(shù)系統(tǒng)物場模型分析解決方案借助物一場模型分析手機與耳機之間較為有效、合理的功能實現(xiàn)方式。傳統(tǒng)的便攜式耳機都是入耳式耳機，并且發(fā)音單 理論建立物一場模型分析。元和耳機之間有條長長的引線，根據(jù) TRIZ根據(jù)物一場模型中相對應(yīng)的解法再建立物一場模型分析。耳機根據(jù)傳輸方式不同可以分為有線耳機和無線耳機，在無線耳機中根據(jù)工作方式的不同又分為藍牙耳機和紅外線耳機。

14、在圖中采用電磁場來替換電場而不用聲波場來替換的原因有：（1）普及性，藍牙耳機的普及程度明顯比紅外線耳機高，此外一般手機中都有藍牙功能， 新式耳機不需要再引入其他電子模塊；（2）方便性，藍牙技術(shù)已發(fā)展得較為成熟，不需要再投入新人力和技術(shù)資源。耳機將聲音傳入耳朵是將電子信號轉(zhuǎn)變成機械振動然后產(chǎn)生聲音，聲音再引起耳膜振動進而人聽到聲音。機械振動并不是直接傳入耳中，將機械振動信號的后續(xù)傳輸方式裁剪掉，借助入骨式傳輸技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)聲音傳輸，并產(chǎn)生出新式耳機設(shè)計，但是這樣產(chǎn)品成本將大大增加，因此， 耳機與耳朵之間的傳輸方式依然采用現(xiàn)有的傳輸技術(shù)。6結(jié)論與課程學習心得結(jié)論：耳機嵌套于手機當中， 耳機與手機磁鐵

15、吸附， 方便 拆裝；耳機與手機間采用藍牙技術(shù)傳輸， 在手機與耳機之中分別置藍牙發(fā)射和接受裝置；耳機與耳朵之間采用現(xiàn)有的傳輸方式傳輸，即耳機塞入耳朵中。課程學習心得：在產(chǎn)品設(shè)計初期，基于 TRIZ理論建立的設(shè)計方法 模型能夠幫助設(shè)計師客觀、理性地分析設(shè)的產(chǎn)品設(shè)計也有一定的幫計命題，減少設(shè)計過程中的時間。同時，該模型對于采用新技術(shù) 助作用。參考文獻1 省科學技術(shù)廳.TRIZ理論應(yīng)用與實踐M.:黑龍江省科學技術(shù)，2008.Heilongjiang Science and Technology Hall.Theory of Inven?tive Problem SolvingM.Harbin ： He

16、ilongjiang Science and Technology Press，2008.2 國強.產(chǎn)品設(shè)計程序與方法 M. :機械工業(yè)， 2011.CHEN Guo-qiang.Process and Method of Product DesignM. Beijing : Machinery Industry Press ， 2011.3 清亮發(fā)明是這樣誕生的：TRIZ理論全接觸M.:四川大學，2006.YANGQing-liang.InnovationisBorn: ContactwithTRIZM. Chengdu : Sichuan University Press， 2006.4

17、王亮申，峰華.TRIZ創(chuàng)新理論與應(yīng)用原理M?科學，2010.WANG Liang-shen， SUN Feng-hua.TRIZ Innovation Theory and Application PrinciplesM.Beijing ： Science Press， 2010.5 志遠，何川 .發(fā)明創(chuàng)造方法學 M. ：大學， 2003.ZHANGZhi-yuan， HEChuan.InventionandCreationMeth- odologyM.Chengdu ：Sichuan University Press， 2003.6 ALTSHULLER G S.Creativity as an Exact ScienceM.New York Gordon and Breach SciencePublishers Inc. ，1984.7 芮延年 .創(chuàng)新學原理及其應(yīng)用 M. ：高等教育， 2007.RUI Yan-nian.Innovation Theory and ApplicationM.Beijing ： High Education Press， 2007.8 呂欣？基于TRIZ理論中39矛盾矩陣與40創(chuàng)新原則的產(chǎn)品