兒童床創新設計思考范文

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摘要：

針對現代幼兒園中兒童床的空間問題進行討論，并應用TRIZ理論對兒童床進行了創新設計。使用了矛盾矩陣表，找到相關的發明原理，并在此基礎上進行二類比，得到新型組合床具。新的兒童床在午睡時可以打開使用，午睡后收起，從節省了幼兒園內的空間。在設計時考慮到幼兒的參與性與產品使用中的趣味性。

關鍵詞：

TRIZ理論；兒童床；發明原理；創新設計

1TRIZ理論

TRIZ理論是起于前蘇聯的一種現代創新方法。TRIZ是俄文發明問題解決理論的縮寫（TheoryofInnovativeProblemSolving,TIPS），這是一套能創造出系統性的創新與改善設計者思考過程的方法論[1]。20世紀90年代初，TRIZ理論在世界范圍內推廣應用以來，世界很多大公司都應用TRIZ理論進行了新產品的開發和研制。特別是三星公司和波音公司等國際大公司，應用TRIZ理論取得了驚人的效益。TRIZ是一種建立在技術系統演變規律基礎上的問題解決系統。技術系統演變的8個進化法則、39個通用工程參數、40條發明原理、39×39矛盾解決矩陣、76個標準解、發明問題解決算法(ARIZ)以及工程知識效應庫等一同構成了TRIZ的理論與方法體系[2]。利用TRIZ理論創新的過程如圖1TRIZ理論發明問題的解決過程所示，TRIZ解決問題是把專業的工程問題轉化為TRIZ問題，通過TRIZ工具找TRIZ解，最后通過類比轉化為特定的解決方案。

2超系統的變化對兒童床的要求

調查顯示，截至2013年底，中國共有幼兒園19.86萬所，在幼兒園3894.69萬人，全國學前教育三年純入園率達到67.5%。全國3~7歲的入園學齡兒童占總人口的7.03%，已接近1億人。3~7歲的幼兒的主要生活環境是家庭和幼兒園，有著人群細分后相對特殊的活動空間與產品需求。隨著細兒園數量的增長，幼兒園專用家具的設計相對滯后。

2.1幼兒園對兒童床設計制造的要求幼兒園是童床存在的空間，從TRIZ理論系統分析的角度來講，幼兒園是兒童床的超系統。幼兒園的變化決定了兒童床設計制造需要有以下幾個趨勢。1）幼兒園教育中對兒童成長的關注，使兒童床具更加人性化。幼兒園是兒童成長的重要場所，幼兒一天中有一半的時間在幼兒園中渡過。隨著現代教育理念的形成，幼兒的成長得到越來越多的關注。人本化的思想貫穿始終。幼兒用具的設計對幼兒的成長起到至關重要的作用，通過幼兒用具，體現以人為本的思想是幼兒家具、用具設計制造的標準。兒童床的設計要符合幼兒成長的需求，不僅要安全，而且在尺度和使用上要切合兒童的生理要求。2）幼兒園的集體生活中相互合作，共同成長的特點，要體現在家具和床具的設計中。幼兒園是年齡相同的孩子集體生活，培養孩子的團隊意識和合作精神尤為重要。這種意識的養成不僅在課堂教育中體現，在日常生活中也要有相關的體現。在游戲和日常生活中培養相互合作，讓孩子共同成長，是幼兒園家具設計的一個新要求。3）幼兒的成長期的特點，決定幼兒用具充滿趣味。好奇是人的天性，求知是人的本能。幼小的孩子可以說個個好奇、好問、好探究。好奇心是幼兒學習的動力和內驅力，是幼兒探索科學的奧秘，是將來創造的種子。因此，我們必須保護好幼兒的好奇心。在幼兒園家具設計上，加入趣味性，符合幼兒心理的需求。4）幼兒園空間和利用率使兒童床具有機動性。幼兒園的教室、通道及其他活動空間是建筑師依據相應的活動流量、人體工效學和建筑標準設計的，而繁多的家具、教具和玩具設施，往往與有限的空間產生沖突。保證兒童有寬敞的活動場地是幼兒園內部環境建設要考慮的重點問題。兒童床的設計在結構上應更具有機動性，可以嘗試進行形態的變化，以節約空間的利用率。結合以上觀點。在TRIZ理論，可以找到這樣的一組矛盾。幼兒園兒童床的設計與幼兒游戲和上課的空間存在著矛盾。幼兒園的兒童床體積小，則幼兒的活動空間相對就會變大。反之幼兒活動的空間就會相對變小。

2.2現有幼兒園兒童床存在的問題幼兒園現有兒童床的設計存在著諸多問題。如圖2（a）所示的獨立兒童床幼兒園現在使用中的獨立的兒童床顯然存在著占地面積大，兒童游戲學習空間相對縮小。幼兒園要有一間專門的睡房來解決幼兒午睡的問題。這對于幼兒園，特別是私立幼兒園來說，會影響招生人數，直接增加幼兒園的動作成本。而對于圖2（b）所示的由柜門改變成的幼兒午睡床，存在著使用不便的問題：做為柜子使用時，開、關柜門程序繁瑣；作為床使用時，需要展開柜門，且被褥的存放與鋪裝麻煩。因此，這兩款床的都不能滿足幼兒園的要求。

3應用TRIZ理論進行解決兒童床的創新設計

TRIZ理論是把問題描述成矛盾后，通過消除矛盾來解決問題。發現和消除矛盾是產品進化和發展的主導力量，而找到矛盾準確地定義矛盾是解決問題的關鍵[2]。顯而易見，矛盾的雙方面是對立存在的。但一個系統內部會有很多個相對出現的矛盾。TRIZ進而又把矛盾分為概括地分為管理矛盾、技術矛盾和物理矛盾3個類型。在這3種類型的矛盾中，管理矛盾是問題的提出，技術矛盾和物理矛盾才是解決問題的根本。

3.1應用技術矛盾矩陣找到發明原理解在系統中存在著兩個相互依存、相互制約的因素，如果改進了其中的一個技術參數，必然會使另外一個參數惡化，這便是產品的技術矛盾。在TRIZ理論當中，消除技術矛盾即改進其中的一個參數，而不使另外一個參數惡化，則消除了技術矛盾，從而改進的產品。在兒童床的設計當中，就圖2（a）所示的床而言，由于床的占地面積過大，希望改善的因素是———讓床變小。但床變小后其強度就會惡化。在床的體積與強度之間存在著矛盾。而圖2（b）所示的床的使用面積和體積則得到了改變，優化了幼兒園的現有環境，但床的使用過程序復雜。幼兒午睡要經過的過程為：搭床→鋪床→睡覺→起床疊被→收納被褥→收床。如果保持這一產品的使用效果，但對使用過程進行裁減優化，則必然使兒童床的系統變得更為復雜。需要介入更多機械元素。因此對于圖2（b）所示的兒童床，其系統的主要矛盾在使用的效率和系統的復雜性。根據TRIZ理論的矛盾矩陣表，查得如表1，兒童床設計解決方案創新原理矩陣表所示的結果。在矩陣表中，得到以下發明原理：原理9預先反作用法，原理12等勢法，原理14曲線、曲面化法，原理15動態法，原理17多維法，原理24中介法，原理28機械系統的替代法。

3.2應用發明原理進行兒童床創新設計找到相應的發明原理，只是對幼兒園用兒童床的設計方向提供了指導。具體的兒童床設計還要在原理的指導提示下，通過二次類比進行系統創新再設計。綜合前文提到的原理，經過TRIZ理論的完備性法則分析，17號、15號、28號原理具有可行性，如表2所示。根據表2中所擬定的創新方案，進行了兒童的設計，完成最終的模型，如圖3所示。在床欄設計中，為了使用安全，床欄應該高一些，但收起時，高的床欄會占用較大的空間，增加床的高度。床護欄有著高和低的兩個要求，這是典型的物理矛盾。從時間的角度看，使用時要求床欄要高，收起時要求床欄低，從時間的角度可以進行分離。重復使用第15號原理動態法，可以得到如圖4所示的床欄設計示意圖。

3.3兒童床創新設計的評價該兒童床的設計，午睡使用時拉開，睡后收起的設計形式，節約了幼兒園的內部空間。床下有輪可以移動到任意位置。幼兒的睡具可以平鋪在床上，隨床移動，減少了睡覺時鋪床的時間。睡覺時兒童或以從兒童床設計的梯子爬上床，也可以從低的床一級一級地上床。增加了使用方式的同時，也增加了使用的樂趣。在拉開使用時，可以由幼兒教師操作，也可以在幼兒教師的協助下由幼兒自己操作，即鍛煉了幼兒的動手能力與鍛煉了幼兒的合作精神。

4結論

本文將TRIZ理論應用于兒童床創新設計中。由對原有兒童床的分析入手，找到相應的矛盾，應用矛盾矩陣所示的發明原理進行類比。在兒童床的設計中考慮到超系統環境對系統的要求，并在設計中與以體現，充分說明了設計以人為本的設計理念。

［參考文獻］

［1］張簡一，張莉，王義文.以自行車為例看產品的創新設計［J］．哈爾濱理工大學學報，2007（3）：144-147.

［2］潘承怡．TRIZ理論與創新設計方法［M］．北京：清華大學出版社，2015.

［3］貝爾多諾索夫，多洛托夫．黑龍江省技術創新方法（TRIZ理論）培訓教材［Z］．2007.

［4］張衛國，張國全，何海，等．運用TRIZ理論解決復雜機電產品的創新設計問題［J］．機械設計與研究，2005（6）：15-18.

作者：崔憧遙 張簡一 黃中舉 馬洪明 單位：哈爾濱理工大學 機械動力工程學院