TRIZ在減少人為誤差原理上的應用

一. TRIZ概況

TRIZ理論是發明問題解決的理論，TRIZ的發明原理是專門研究人員透過分析不同領域的現有創新成果而獲得的具有普遍意義的經驗。TRIZ級數有很多工具，其中常用的是矛盾矩陣法。

發明問題解決理論的核心是技術進化原理，據此原理，技術系統一直在進化，衝突解決是其進化的動力。進化的速度隨著技術系統中一般衝突的解決而降低，而使其變異的唯一途徑就是解決阻礙其進化的深層次衝突。

TRIZ理論認為解決問題的難度取決於問題的描述或程式化方法，描述越清晰越容易發現問題。在TRIZ，解決發明問題的過程是一個不斷描述和規劃問題的過程。透過這個過程，最初問題最根本的衝突被清晰地暴露出來。在和TRIZ解決問題的過程中，設計師先把要設計的產品表達成TRIZ問題，然後使用TRIZ的工具，比如發明原理、標準解決方案等。，找出TRIZ問題的通用解或模擬解，最後設計者將該解轉化為定義域解或特殊解。

二.減少人為錯誤原理概述

① 原理描述

透過改進所用產品的內部或外部結構建模，可以減少產品帶來的工作量，減少工作環境的影響，提高產品的人機效率，降低人為失誤率。產品設計不佳，在使用時，會因姿勢不適等原因，從而大大增加出錯率。

②矛盾矩陣

TRIZ理論描述與39種規格特性的矛盾。在實踐中，首先，構成矛盾的雙方的內部表現應該用39個特徵中的2個來表示。目的是將實際設計中的矛盾轉化為規範的技術矛盾。利用矛盾矩陣理論原理，可以看出，使用者使用產品時人為錯誤矛盾惡化最重要的一方是資訊的丟失，而需要改進的一方是提高產品的可靠性。

三.原理示例分析

1.汽車座艙人機介面的實際矛盾

隨著越來越多的新技術引入現代汽車設計，人機操作介面變得越來越複雜。然而，複雜的操作空間可能會讓使用者難以在短時間內做出準確判斷，從而帶來安全性、可靠性等一系列問題。所以矛盾的惡化在於產品的可操作性。在TRIZ減少人為錯誤原理的指導下，汽車的內飾設計得到改進。複雜的產品設計往往會帶來繁瑣的操作，因此汽車座艙的設計要注重使用者的可操作性，從而做出快速準確的判斷，減少操作不方便帶來的人為失誤。

2.汽車座艙人機介面的矛盾如何設計和解決？

①首先是儀表盤的設計。

隨著人機工程學的不斷髮展，現代汽車儀表板設計大多采用指標讀數，以資訊影像為特徵，能夠持續、直觀地反映資訊的變化趨勢。但在指標式儀表盤的設計中，開窗式錶盤是最好的，其讀數誤差率為0.005；實驗結果表明，指標的長度對讀數誤差有很大的影響。當指標與刻度線的距離超過6mm時，距離越大，讀數誤差越大。從6mm開始，越接近0，讀數誤差越小。同時，指標應儘可能靠近錶盤，以減少讀數的視差。隨著電子資訊科技的不斷進步，越來越多的高檔汽車儀表採用電子螢幕。這種儀器具有顯示簡單、直接、準確、讀取速度快、錯誤率低、視覺疲勞少的特點。在現代汽車設計中，為了解決操作矛盾，使操作者更快更準確地判斷儀表，設計者會考慮使用簡單直接的電子螢幕進行儀表顯示。

其次是控制介面。

車內有很多控制介面，如按鈕、方向盤、操縱桿、腳踏板等。基於TRIZ減少人為錯誤的原則原理，設計師在設計這些介面時，應充分考慮人體工程學中人手、腳和手臂長度的平均值。在控制區按鈕的設計中，應根據操作按鈕的重要性，使用頻率來確定其排列優先順序；常用的控制器要求身體不活動，上臂輕微移動，主要由前臂操作，在自然下垂狀態下分佈在上臂肘部周圍，活動前臂為手的操作區域，如變速桿的設計；常用的機械手要求身體不動，上臂微動，主要靠前臂運動來操作，上臂微動時分佈在手的操作區域。一般的機械手需要身體透過上臂和前臂來移動和操作，當移動上臂和前臂時，上臂和前臂分佈在手的操作區域，以軀幹的肩部為中心。重要和不常見的機械手需要身體活動，這些活動分佈在軀幹活動時手可以觸及的區域。腳控制器應佈置在正中矢狀面內操作者腳的一側，距中央矢狀面75 ~ 125 cm。調整座椅後，使大腿與小腿的夾角為90° ~ 110°，便於操作。如果需要用力踩踏板，夾角要增加到160°。不操作時，雙腳要有足夠的自由活動空間。

在控制器中設計按鈕時，建議一個手指操作的按鈕之間的間隔距離為50d/mm，每個手指操作的間隔距離為12d/mm；；在旋鈕設計中，單手操作的間隔距離為50d/mm。

有了TRIZ理論，設計師可以更精準地發明產品設計中的矛盾。這些設計矛盾不斷被創造和改進，以使使用者更舒適、更安全地使用產品。

四.結束語

實踐證明TRIZ理論對創新發明具有普遍適應性，合理利用可以大大加快人們發明創造的程式，獲得高質量的創新產品。它可以幫助我們系統地分析問題情況，快速發現問題的本質或矛盾，準確確定問題探索的方向，幫助我們突破思維障礙，打破思維定勢，以新的視野分析問題，進行邏輯和非邏輯的系統思維，根據技術進化規律預測未來發展趨勢，開發出具有競爭力的新產品。