基于FAST法与TRIZ的适老智能陪护机器人设计

目的为应对日益加深的老龄化问题,设计出更适合在家陪护照料老年人的智能陪护机器人。方法针对国内的现状,通过前期调研分析和黑箱子模型得出需求,建立FAST功能树得出智能陪护机器人的主要功能,引用TRIZ作为补充,去除无用信息,确定矛盾冲突,提高创新设计的质量和效率,最后结合相关工程技术用于Rhino三维软件。结果进行老年智能陪护机器人创新设计,为相关产品设计提供思路和参考。结论运用FAST与TRIZ方法结合可以更好地解决功能矛盾,使用户能有更好的体验。     

基于QFD/TRIZ的适老化智能家居产品交互设计研究

目的 准确地为老年人在智能家居产品的交互上提供良好的体验。方法 从人机工程学的角度入手,构建了QFD/TRIZ集成模型并给出了具体的实施过程。首先,根据人机工程学所研究的内容获取了老年人的需求,并针对各种需求从老年人的生理、心理以及交互三个角度进行了归类;然后在需求的基础上,构建了适用于老年人的智能家居产品特性质量屋（HOQ）,进一步分析了质量屋内部的关系矩阵,对冗余的产品特性进行了剔除以及合理修改,从而获得了基于老年人真实需求基础上的产品重要度特性。最后提取出了质量屋顶部自相关矩阵中的负相关特性问题,并在对其进行了TRIZ问题的转化后,利用TRIZ理论进行了设计阶段产品特性冲突的消除。结果 QFD/TRIZ结合使用,不仅避免了产品设计初期需求获取的主观以及不合理因素,还能够对产品的功能、结构等适用性要求,进行针对性修改,为适老化产品的设计提供了明确目标。结论 通过对适老化智能冰箱交互方面的分析和设计,提出了QFD/TRIZ集成模型应用于老年人智能家居产品设计的可行性。     

基于感性工学和层次分析法的模块化家具设计

目的 为了最大程度地满足人的感性需求和感知体验,在保证功能的基础上,提出基于感性工学、层次分析法及TRIZ理论相结合的设计流程,设计出符合人机工学原理且美观、实用、易于组装和拆卸的模块化家具。方法 基于感性工学方法,建立模块化家具的样本空间并进行感性意象词汇收集。对意象词汇进行聚类分析,通过语义差异法计算意象词汇的平均分以进行因子分析。运用层次分析法构建模块化家具设计层次结构模型并进行权重结果计算,确定感性词汇与模块化家具设计的关联性,最终通过TRIZ创新理念指导设计实践。结果 运用感性工学、AHP层次分析法及TRIZ创新理念的集成设计模型可以得到符合用户需求的设计方案。结论 基于感性工学及AHP层次分析对用户需求进行总结归纳,借助TRIZ发明方法进行矛盾分析并解决,最终对模块家具进行再设计。三者的结合以更加科学系统的方式进行产品的设计和改进,为产品设计开发提供有效参考。     

基于TRIZ理论的手扶式旋耕机造型设计研究

目的为了满足用户对手扶式旋耕机综合品质日益提高的要求,利用发明问题解决理论(TRIZ)和产品设计理论,提出一种基于TRIZ理论的旋耕机创新设计方法。方法首先运用TRIZ理论建立手扶式旋耕机的功能模型图,阐述技术矛盾;并根据矛盾矩阵确定发明原理,确定最适合解决技术矛盾的具体解决方案;再结合人机工程学、造型语义、色彩理论对产品造型进行多方面的分析。结果提出一种基于TRIZ理论的创新设计模型,对现有的手扶式旋耕机进行创新设计。结论将TRIZ理论与相关理论相结合,对手扶式旋耕机进行设计实践,验证了应用该方法为产品设计构思提供创新思路的可行性,并为相关农机产品的开发设计提供了重要的参考。     

需求驱动下的绿色舒适产品设计要素配置研究

目的对产品设计过程的多层次需求进行量化分析,从而对绿色舒适产品的设计要素进行优化配置。方法以产品的多层次需求为基础,分析环境需求和人机需求的特征、获取、表达方法及两者之间的相合性和冲突性,提出绿色舒适产品的基本概念,运用质量功能展开(QFD)融合发明问题解决理论(TRIZ)方法将需求进行量化分析,实现多层次设计要素的冲突化解和最优化配置。结果通过研究所构建的方法进行了小型汽车座椅的设计,经过科学的实验验证,设计成果到达预期目标,实现了该产品在绿色度和舒适度上的双重提升。结论通过QFD融合TRIZ的方法将感性思维的结果逐步量化处理,通过冲突定义和消解实现绿色舒适产品最优化的设计要素配置,为设计师的需求处理和要素决策提供科学依据和有效途径。     

老旧小区停车服务创新

目的 针对老旧小区停车难现状的调查和分析,运用服务设计思维与方法,探究老旧小区停车服务创新设计方案,并指导实践。方法 构建集成式服务设计模型,通过桌面研究和实地调研来确定老旧小区典型研究对象;根据服务蓝图分析主要利益相关者的用户行为及需求;利用KJ法深入分析停车服务问题,确定服务矛盾,并找出服务创新点;运用TRIZ的创新原理解决服务矛盾,寻找服务创新最优解,从而提升老旧小区停车服务的质量和体验。结果 针对具体案例输出相应设计,将解决停车规划的服务问题作为主要机会点进行服务创新,建立老旧小区智慧停车服务系统,提出云管理、云规划、云维护等系统功能来实现停车服务流程优化。结论 从系统视角优化老旧小区停车服务流程,为服务设计驱动的国内老旧小区停车服务创新提供实践方法和工具参考。     

融合TRIZ理论和FBS模型的担架车创新设计

目的 提出TRIZ理论和FBS模型融合的创新设计模式,以更充分地发挥两者在产品创新设计上的特点,形成优势互补,基于该模式设计一款代替救护车通过狭小路段实施救援的新型担架车。方法 基于现有担架车产品,运用FBS模型挖掘医护人员和伤者的用户需求,并由用户需求推导分析用户行为,进而得到担架车创新结构特征。之后,应用TRIZ理论矛盾冲突矩阵对担架车结构及功能设计中出现的矛盾冲突进行分析,找到问题解决的思路并形成方案。结果 根据产品创新设计模式设计出一款带有动力系统、可快速转移伤员、携带一定数量的救援物资,并能够通过狭窄空间、可承载多人的新型担架车。结论 融合TRIZ理论和FBS模型的产品创新设计模式,为产品创新设计过程中的问题挖掘与问题解决,提供了一套系统且有效的设计思路与工具。     

基于AHP/QFD/TRIZ的智能门卫机器人设计研究

目的 针对新形势下公共场所出入的物业管理工作,设计一款智能门卫机器人,助力新时代的智慧社区建设。方法 从用户需求出发,使用AHP分析得出各项用户需求的权重值,通过QFD将用户需求转化为产品的技术特性,根据用户需求和技术特性的相关属性构建产品的质量屋,计算各项技术特性的绝对及相对权重值,并确定各项技术特性之间的自相关关系,从而发现设计过程中可能存在的矛盾冲突,运用TRIZ理论对冲突进行描述,并选择合适的分离原理和发明原理对冲突进行解决,得到产品设计的创新解。结果 根据对用户需求和产品技术特性分析计算以及应用TRIZ原理解决冲突的结果,完成智能门卫机器人的设计。结论 基于该设计流程进行设计的智能门卫机器人能够有效地满足物业管理人员及普通民众两个用户群体的使用需求,研究为智能机器人助力智慧社区建设提供了新的思路及参考。     

QFD与TRIZ在菠萝去皮机设计中的应用

目的为简化菠萝去皮过程,提高去皮效率,减少因去皮而导致的浪费现象,满足菠萝的加工需求,结合菠萝的特性,设计一种新型菠萝去皮机。方法建立基于QFD和TRIZ的创新设计模型,利用QFD法分析整理出用户需求,并建立质量屋,确定关键设计要素,再运用TRIZ理论将设计要素转化为设计技术矛盾,通过40个发明原理进行问题解决。结果通过对技术矛盾的解决,对菠萝去皮机进行创新设计,使得菠萝去皮机能够适用于不同的菠萝,减少了切削时间以及果肉浪费的现象,并保持其完整、美观的形态。结论依据QFD和TRIZ的创新设计模型,在设计过程中既可以满足用户需求,也可以缩短创新设计时间,提高了设计效率,进而为菠萝去皮机的设计提供了一种新的设计思路,为菠萝加工产业的快速发展起着重要意义。     

基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计

目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。     

基于AHP-TRIZ的智能婴儿床专利规避创新设计

目的 为了解决目前国内智能婴儿床产品所存在的功能需求单一、设计结构不合理、实用性不强等问题,提出了基于用户需求的层次分析法(AHP)和发明问题解决理论(TRIZ)相结合的智能婴儿床专利规避创新设计研究。方法 首先通过对现有婴儿床产品的调研归类和对目标用户进行的市场调研,分析总结了智能婴儿床的产品机会缺口;其次,采用AHP法进行用户需求权重等级评定,将需求权重项转化为技术需求点,同时在专利检索数据库中进行查阅,对技术需求点相关的目标专利进行分析;最后,运用TRIZ理论分析目标专利中出现的矛盾问题,并将这些问题转化为相应的技术,形成矛盾矩阵,再通过发明原理解决矛盾,该设计应用的相关原理主要为抽取原理、空间维数变化原理、机械系统代替原理和气压与液压结构原理,并使用Rhino等三维建模软件输出智能婴儿床产品的概念设计方案。结论 通过将AHP分析法和TRIZ理论相结合的方式,进行了专利规避的创新设计,实现了对育婴人群需求点的客观把握,完成了智能婴儿床产品的专利规避创新设计,验证了AHP-TRIZ理论使用的科学性与准确性。     

基于TRIZ进化理论和TOC必备树的冲突发现与解决方法

提出一种基于TRIZ进化理论和TOC必备树确定设计冲突的方法。根据TRIZ进化模式确定产品的进化目标,TOC中的必备树(PRT)用于确定设计障碍,建立了基于障碍分析的冲突确定流程和模板以确定设计冲突,然后运用TRIZ的分离原理和冲突矩阵予以解决。通过一个工程实例验证了上述过程。     

基于FBS-TRIZ的园艺拖拉机设计研究

目的 关注园艺拖拉机使用过程中驾驶者的相关行为,提取园艺拖拉机驾驶者的使用需求,并将其转化为产品技术特性的设计要求,提升园艺拖拉机驾驶者的用户需求满意度。方法 将FBS-TRIZ理论融合作为研究园艺拖拉机功能需求映射的方法。通过对用户行为特征的分析,结合用户访谈、问卷调研等方式获取用户需求,运用FBS模型,构建出园艺拖拉机功能需求模型,将行为作为连接功能需求与产品结构的纽带,通过分析获取解决设计问题的方法;运用TRIZ理论进行冲突问题的分析与转化,并针对设计层面产品特性的矛盾提出解决方案。结论 FBS与TRIZ理论的融合应用能够将用户需求精准转化为技术特性层面的设计要求,对园艺拖拉机用户需求设计方面的不足提出了相应的解决方案,为设计师提供了将用户需求向功能结构的映射转化的指导,验证了该方法的有效性。     

基于QFD-TRIZ的电热水器设计

目的 为明确电热水器产品功能要素与需求要素的对应关系,提高电热水器用户的使用满意度。方法 通过构建QFD与TRIZ的集成设计模型,使用亲和图筛选分析顾客需求,利用QFD整理顾客需求权重并构建质量屋,从而明确关键设计要素;通过TRIZ分析方法判断了质量屋中的矛盾类型后,将设计要求转换为与工程要素间的矛盾,并利用阿奇舒勒矩阵中相应的发明原理,提出了解决矛盾的方法。结果 通过模糊综合评价法筛选最优设计方案,最终的评估结果表明新的设计方案满足了实际市场用户需求的目标问题优化。结论 从用户被动发现产品零部件寿命耗尽转换为产品信息主动提示,并具备辅助用户操作的结构,提升了用户需求与产品功能的匹配度,可见质量功能展开理论与发明问题解决理论的集成设计方法对产品概念设计阶段的重要性,为之后的室内智能家电设计研究提供了参考。     

基于KANO与TRIZ的二孩家庭多功能儿童床设计研究

目的 针对当前二孩家庭儿童床设计定位不佳和产品创新不足等问题,提出融合运用KANO模型与TRIZ理论的多功能儿童床设计模式,为二孩家庭儿童家具的创新设计提供解决思路。方法 初步分析当今二孩家庭儿童床的市场现状,依托SPSSAU平台构建KANO模型分析用户需求,排除无差异属性,按照必备属性、期望属性、魅力属性的优先排序,确立产品功能定位。运用TRIZ的阿奇舒勒矛盾矩阵找出发明原理,指导结构创新,依据儿童家具国标要求设计外形参数。结果 为二孩家庭中3~16岁的儿童成功设计了一款模块化组合多功能儿童床。结论 通过融合运用KANO模型与TRIZ理论可以准确捕捉用户需求,科学确立产品定位,高效指引技术突破,验证了该方法在多功能儿童床设计实践中的可行性。     

基于AHP/QFD/TRIZ集成理论的书柜设计方法

目的 为了解决不同用户情感需求下的设计矛盾,提高用户综合满意度,优化传统模块化书柜设计,提出一条基于AHP/QFD/TRIZ集成理论的书柜设计方法。方法 首先,利用文献研究法与市场调查法收集筛选出用户需求并利用KJ法进行归纳,利用AHP层次分析法建立情感层次模型并计算需求权重;其次,利用QFD将用户需求转化为对应的技术特征,计算出其重要度并得出5条矛盾冲突;再次,利用TRIZ理论中的物理冲突与技术冲突,筛选出与5条矛盾冲突相对应的最佳发明原理;最后,制定书柜设计策略,进行整体的模块单元分类与重组,将初步方案细化后得到最终产品设计方案。结论 通过AHP/QFD/TRIZ集成理论的设计流程,高效、科学、逻辑地解决了用户综合情感需求问题与设计矛盾,该方法为其他类似产品设计提供了参照思路。     

基于AHP分析法与TRIZ理论的可折叠座椅设计研究

目的 设计一款可满足用户需求的家用折叠座椅,以减少座椅在小户型的室内空间面积占用率。方法 对现有折叠座椅的设计结合TRIZ理论进行分析,通过需求层次分析法即AHP法,确定用户与产品之间的关系,得出折叠座椅功能需求指数的目标层1个、一级指数6个和二级指数15个,进而计算出各功能指数的权重值,并进行了一致性检验,确定用户亟须解决的产品设计需求问题。并运用TRIZ理论的40项发明原理解决该问题。结果 AHP层次分析法与TRIZ理论的结合,可精准分析用户的喜好,为家用折叠座椅的设计指明设计重点,从而设计出适合的座椅。