儿童床创新设计思考范文

摘要：

针对现代幼儿园中儿童床的空间问题进行讨论，并应用TRIZ理论对儿童床进行了创新设计。使用了矛盾矩阵表，找到相关的发明原理，并在此基础上进行二类比，得到新型组合床具。新的儿童床在午睡时可以打开使用，午睡后收起，从节省了幼儿园内的空间。在设计时考虑到幼儿的参与性与产品使用中的趣味性。

关键词：

TRIZ理论；儿童床；发明原理；创新设计

1TRIZ理论

TRIZ理论是起于前苏联的一种现代创新方法。TRIZ是俄文发明问题解决理论的缩写（TheoryofInnovativeProblemSolving,TIPS），这是一套能创造出系统性的创新与改善设计者思考过程的方法论[1]。20世纪90年代初，TRIZ理论在世界范围内推广应用以来，世界很多大公司都应用TRIZ理论进行了新产品的开发和研制。特别是三星公司和波音公司等国际大公司，应用TRIZ理论取得了惊人的效益。TRIZ是一种建立在技术系统演变规律基础上的问题解决系统。技术系统演变的8个进化法则、39个通用工程参数、40条发明原理、39×39矛盾解决矩阵、76个标准解、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程知识效应库等一同构成了TRIZ的理论与方法体系[2]。利用TRIZ理论创新的过程如图1TRIZ理论发明问题的解决过程所示，TRIZ解决问题是把专业的工程问题转化为TRIZ问题，通过TRIZ工具找TRIZ解，最后通过类比转化为特定的解决方案。

2超系统的变化对儿童床的要求

调查显示，截至2013年底，中国共有幼儿园19.86万所，在幼儿园3894.69万人，全国学前教育三年纯入园率达到67.5%。全国3~7岁的入园学龄儿童占总人口的7.03%，已接近1亿人。3~7岁的幼儿的主要生活环境是家庭和幼儿园，有着人群细分后相对特殊的活动空间与产品需求。随着细儿园数量的增长，幼儿园专用家具的设计相对滞后。

2.1幼儿园对儿童床设计制造的要求幼儿园是童床存在的空间，从TRIZ理论系统分析的角度来讲，幼儿园是儿童床的超系统。幼儿园的变化决定了儿童床设计制造需要有以下几个趋势。1）幼儿园教育中对儿童成长的关注，使儿童床具更加人性化。幼儿园是儿童成长的重要场所，幼儿一天中有一半的时间在幼儿园中渡过。随着现代教育理念的形成，幼儿的成长得到越来越多的关注。人本化的思想贯穿始终。幼儿用具的设计对幼儿的成长起到至关重要的作用，通过幼儿用具，体现以人为本的思想是幼儿家具、用具设计制造的标准。儿童床的设计要符合幼儿成长的需求，不仅要安全，而且在尺度和使用上要切合儿童的生理要求。2）幼儿园的集体生活中相互合作，共同成长的特点，要体现在家具和床具的设计中。幼儿园是年龄相同的孩子集体生活，培养孩子的团队意识和合作精神尤为重要。这种意识的养成不仅在课堂教育中体现，在日常生活中也要有相关的体现。在游戏和日常生活中培养相互合作，让孩子共同成长，是幼儿园家具设计的一个新要求。3）幼儿的成长期的特点，决定幼儿用具充满趣味。好奇是人的天性，求知是人的本能。幼小的孩子可以说个个好奇、好问、好探究。好奇心是幼儿学习的动力和内驱力，是幼儿探索科学的奥秘，是将来创造的种子。因此，我们必须保护好幼儿的好奇心。在幼儿园家具设计上，加入趣味性，符合幼儿心理的需求。4）幼儿园空间和利用率使儿童床具有机动性。幼儿园的教室、通道及其他活动空间是建筑师依据相应的活动流量、人体工效学和建筑标准设计的，而繁多的家具、教具和玩具设施，往往与有限的空间产生冲突。保证儿童有宽敞的活动场地是幼儿园内部环境建设要考虑的重点问题。儿童床的设计在结构上应更具有机动性，可以尝试进行形态的变化，以节约空间的利用率。结合以上观点。在TRIZ理论，可以找到这样的一组矛盾。幼儿园儿童床的设计与幼儿游戏和上课的空间存在着矛盾。幼儿园的儿童床体积小，则幼儿的活动空间相对就会变大。反之幼儿活动的空间就会相对变小。

2.2现有幼儿园儿童床存在的问题幼儿园现有儿童床的设计存在着诸多问题。如图2（a）所示的独立儿童床幼儿园现在使用中的独立的儿童床显然存在着占地面积大，儿童游戏学习空间相对缩小。幼儿园要有一间专门的睡房来解决幼儿午睡的问题。这对于幼儿园，特别是私立幼儿园来说，会影响招生人数，直接增加幼儿园的动作成本。而对于图2（b）所示的由柜门改变成的幼儿午睡床，存在着使用不便的问题：做为柜子使用时，开、关柜门程序繁琐；作为床使用时，需要展开柜门，且被褥的存放与铺装麻烦。因此，这两款床的都不能满足幼儿园的要求。

3应用TRIZ理论进行解决儿童床的创新设计

TRIZ理论是把问题描述成矛盾后，通过消除矛盾来解决问题。发现和消除矛盾是产品进化和发展的主导力量，而找到矛盾准确地定义矛盾是解决问题的关键[2]。显而易见，矛盾的双方面是对立存在的。但一个系统内部会有很多个相对出现的矛盾。TRIZ进而又把矛盾分为概括地分为管理矛盾、技术矛盾和物理矛盾3个类型。在这3种类型的矛盾中，管理矛盾是问题的提出，技术矛盾和物理矛盾才是解决问题的根本。

3.1应用技术矛盾矩阵找到发明原理解在系统中存在着两个相互依存、相互制约的因素，如果改进了其中的一个技术参数，必然会使另外一个参数恶化，这便是产品的技术矛盾。在TRIZ理论当中，消除技术矛盾即改进其中的一个参数，而不使另外一个参数恶化，则消除了技术矛盾，从而改进的产品。在儿童床的设计当中，就图2（a）所示的床而言，由于床的占地面积过大，希望改善的因素是———让床变小。但床变小后其强度就会恶化。在床的体积与强度之间存在着矛盾。而图2（b）所示的床的使用面积和体积则得到了改变，优化了幼儿园的现有环境，但床的使用过程序复杂。幼儿午睡要经过的过程为：搭床→铺床→睡觉→起床叠被→收纳被褥→收床。如果保持这一产品的使用效果，但对使用过程进行裁减优化，则必然使儿童床的系统变得更为复杂。需要介入更多机械元素。因此对于图2（b）所示的儿童床，其系统的主要矛盾在使用的效率和系统的复杂性。根据TRIZ理论的矛盾矩阵表，查得如表1，儿童床设计解决方案创新原理矩阵表所示的结果。在矩阵表中，得到以下发明原理：原理9预先反作用法，原理12等势法，原理14曲线、曲面化法，原理15动态法，原理17多维法，原理24中介法，原理28机械系统的替代法。

3.2应用发明原理进行儿童床创新设计找到相应的发明原理，只是对幼儿园用儿童床的设计方向提供了指导。具体的儿童床设计还要在原理的指导提示下，通过二次类比进行系统创新再设计。综合前文提到的原理，经过TRIZ理论的完备性法则分析，17号、15号、28号原理具有可行性，如表2所示。根据表2中所拟定的创新方案，进行了儿童的设计，完成最终的模型，如图3所示。在床栏设计中，为了使用安全，床栏应该高一些，但收起时，高的床栏会占用较大的空间，增加床的高度。床护栏有着高和低的两个要求，这是典型的物理矛盾。从时间的角度看，使用时要求床栏要高，收起时要求床栏低，从时间的角度可以进行分离。重复使用第15号原理动态法，可以得到如图4所示的床栏设计示意图。

3.3儿童床创新设计的评价该儿童床的设计，午睡使用时拉开，睡后收起的设计形式，节约了幼儿园的内部空间。床下有轮可以移动到任意位置。幼儿的睡具可以平铺在床上，随床移动，减少了睡觉时铺床的时间。睡觉时儿童或以从儿童床设计的梯子爬上床，也可以从低的床一级一级地上床。增加了使用方式的同时，也增加了使用的乐趣。在拉开使用时，可以由幼儿教师操作，也可以在幼儿教师的协助下由幼儿自己操作，即锻炼了幼儿的动手能力与锻炼了幼儿的合作精神。

4结论

本文将TRIZ理论应用于儿童床创新设计中。由对原有儿童床的分析入手，找到相应的矛盾，应用矛盾矩阵所示的发明原理进行类比。在儿童床的设计中考虑到超系统环境对系统的要求，并在设计中与以体现，充分说明了设计以人为本的设计理念。

［参考文献］

［1］张简一，张莉，王义文.以自行车为例看产品的创新设计［J］．哈尔滨理工大学学报，2007（3）：144-147.

［2］潘承怡．TRIZ理论与创新设计方法［M］．北京：清华大学出版社，2015.

［3］贝尔多诺索夫，多洛托夫．黑龙江省技术创新方法（TRIZ理论）培训教材［Z］．2007.

［4］张卫国，张国全，何海，等．运用TRIZ理论解决复杂机电产品的创新设计问题［J］．机械设计与研究，2005（6）：15-18.

作者：崔憧遥 张简一 黄中举 马洪明 单位：哈尔滨理工大学 机械动力工程学院