逆向工程在3D打印技术中的应用

以马踏飞燕工艺品为例,使用手持式激光扫描仪和Geomagic Design X逆向软件进行模型设计,用FDM打印机将模型打印成型。将此过程引入教学中,大大提升了学生的上课兴趣,同时对于学生的创新思维、创新意识和创新能力的培养具有很大帮助。     

基于TRIZ的二级类比概念设计研究

创新问题解决理论求解领域问题所得到的解及相应的设计实例作为类比设计的源设计，将创新问题解决理论过程转变为第一级类比过程，提出了其过程模型。将上述过程的结果作为情景，按基于情景的类比设计原理，提出了第二级类比过程模型。两级类比过程模型集成形成了基于创新问题解决理论的二级类比概念设计过程模型。该模型分为9步，不仅应用了创新问题解决理论标准化的问题求解过程及已积累的知识库，也能发挥设计人员的创新能力。上述模型已应用于国产圆网造纸机烘干部件的概念创新设计实例中，证明了该模型的有效性。     

基于共享智力模型的复杂产品协同创新平台研究

复杂产品的创新是一个知识融合型协同创新设计过程。本文从复杂产品协同创新设计的特点出发,在协同设计和创新设计理论和技术的基础上,引入认知科学的相关研究成果,提出了由复杂产品协同创新设计过程模型、设计思考过程模型和设计认知对象模型等三个部分构成的可进化共享智力模型,用于对协同创新过程以及创新过程中所使用的显性和隐性知识进行建模。并对支持显性知识融合的设计对象模型协同进化方法和支持隐性知识融合的设计思考过程协同建模方法进行了深入的讨论。最后提出了基于共享智力模型的运载火箭总体设计协同创新平台的体系结构。     

SAFE集成型概念设计过程模型

以系统化设计理论提供的概念设计过程为框架,将公理设计、功能基和效应集成,形成SAFE集成型概念设计过程模型,用于在概念设计阶段确定满足需求功能的原理解。该模型既适用于新产品的概念创新,也适用于已有产品的改进设计。快速切断阀的概念创新设计实例表明了上述模型的有效性。     

TRIZ理论在机电产品创新设计中的应用研究

通过对创新问题的分析研究,阐述了TRIZ对解决创新问题所起到的作用,归纳了TRIZ的理论基础及基本内容,介绍了TRIZ的创新设计过程模型,并将其应用到电源插头的创新设计中。电源插头创新方案的提出验证了TRIZ创新设计过程模型的正确性及可行性。     

产品创新设计的可拓推理设计方法

为解决产品设计中的模糊不确定性问题,将可拓创新方法引入设计过程中,提出基于可拓变换及推理的产品创新设计方法。在建立产品设计知识表示模型的基础上,通过基元的转化和推理解决设计问题,并研究了产品设计的可拓变换和推理的一般原则。将可拓设计过程模型和可拓推理机制应用于产品的功能设计和色彩设计中,分别得到对应于产品功能设计和色彩设计的可拓推理设计方法及流程。该方法完善了产品创新设计方法体系,可为产品设计提供创新解决方案。     

纸质模型在教学创新实践中的应用

针对当前课堂教学中存在的理论学时长、学生操作少等问题,以新工科建设和OBE教改要求为指导,研究了纸质模型在机械原理课程教学创新实践中的应用,总结了纸质模型应用的优缺点和选材。在机械原理课堂理论教学、机械原理课程设计教学和机械创新设计中采用了纸质模型辅助教学与设计。根据课程教学需求,通过教师指导,以学生为主体完成纸质模型制作,巩固了学生专业理论知识学习,锻炼了学生设计计算、绘图、模型制作和创新设计等能力,提升了学生课堂学习兴趣,为机械类专业课程教学改革提供了方向。     

机械产品经验、教训重用研究

为了将企业资源更好地应用于机械产品创新设计平台,在对设计实践和设计重用分析的基础上,对经验教训重用系统建模、设计经验重用过程模型流程进行了研究,提出了由设计支持库和设计重用于系统构成的设计经验重用模型,并给出了相应的模型流程。该研究为机械产品创新设计平台的建立与完善奠定了坚实的基础,为制造业设计人员更充分、合理地利用企业资源提供了理论依据。     

情景类比构造模型驱动产品创新设计研究

产品功能-行为-结构模型(Function-Behavior-Structure,FBS)和情景记忆认知模型是概念设计过程中的2种重要模型.在概念设计过程中,通过这2种重要模型寻找到未预见发现(Unexpected discovery,UXD)及其分析模块,将情景设计与各设计模块有机结合并驱动工业产品的创新设计.以房门与水龙头的实例分析来说明情景设计用于驱动产品创新是行之有效的.     

面向知识的空间机构创新设计过程模型

为了满足空间机构在概念设计阶段越来越高的设计要求,需要对其进行创新设计,提出了一种面向知识的空间机构创新设计过程模型。针对空间机构设计过程中所需知识离散性、模糊性的特点进行了研究,构建了本体库系统模型,在此基础上分析了在机构设计阶段知识的组织、应用过程,提出了知识和创新方法策略的运行机制,并搭建了知识层、方法层和设计过程之间的逻辑结构。最后,以一发明专利实例验证了该模型可引导设计人员应用创新设计方法及多学科知识完成空间机构的创新设计。     

创新设计概念与方法

为提升我国创新设计能力,开展创新设计概念与方法的研究。分析了创新设计本质特征,给出了创新设计的概念;根据设计结果的差异化和技术系统进化原理,提出了创新设计分类及其设计过程模型;对创新设计中的驱动因素、创新问题分析、创新资源导入、创新解法产生及验证等关键要素进行了论述;整合上述要素与创新设计过程模型构建了创新设计方法体系,为创新设计提供流程与方法支撑。     

基于创新设计理论/功能分析的机械产品功能原理创新设计

为了实现机械产品功能原理的创新，提出了一种将创新设计理论与功能分析方法相结合的功能原理求解过程模型。在该模型中，功能分析主要包括总功能抽象、总功能原理解的确定以及功能分解等。总功能原理解的确定是功能正确分解的前提。为了给功能分解提供可以遵循的模式，提出了基于工艺功能分析的方法，引入了输入约束功能的概念，并给出了功能分解的5个详细步骤。为了给原理求解提供有力的工具支持，将创新设计理论中的物场分析、效应知识库以及冲突解决原理等嵌入到了总功能和分功能原理求解过程中，使得创新设计理论的优势在模型中得以有效发挥。应用这一模型，实现了颜料灌装机的创新设计。     

TRIZ理论在产品创新设计中的应用

全面分析了制约创新设计的4个因素:有限的领域知识、心理惯性、设计方法及技术风险。与其他创新设计方法相比,发明问题解决理论(TR IZ)对于全面支持创新设计有更好的效用。将TR IZ理论的问题解决工具分为“知识库”工具和“分析”工具两大类,系统研究了TR IZ理论解决问题的程式模型。运用该模型可实现结构化的产品创新设计过程,克服制约因素的阻碍作用。最后通过一夹具设计工程实例,说明TR IZ理论对产品创新设计的有力支持。     

创新设计中产品定义模型的动态生成

为了建立支持创新设计的智能产品设计系统，提出了全面描述产品设计信息和过程的立体设计模型，指出创新设计过程是形成、扩充和修改产品定义模型并对其实例化的过程，进而提出了设计过程中借助STEP动态生成产品定义模型的方法。     

机械产品方案创新设计的CAD方法及实现模型

文中将机械产品方案创新设计分为三个层次（变异功能结构、发明新型机构解、组合机构）,建立了产品方案创新设计模型。同时,提出功能结构描述规则和寻求功能元机构解及机构组合的系统化方法,制定出计算机能够识别的产品方案创新设计模式和便于用计算机程序语言描述的设计过程。实现了计算机辅助产品方案的创新设计。     

基于实践的创新在工程教育中的实现

创新是一个民族进步的灵魂,将创新的理念变为现实是创新的重要过程。确定工程教育中的创新的内涵,将创新的概念由抽象变到具体,找出创新从概念的思维到具体实物样机的实现步骤,归纳了各阶段具体实施的内容及方式,针对本科生的实际采用大赛的方式激发学生创新的热情,将产品的设计和制作等实践过程贯穿于创新教育的全过程,培养学生的创新意识和实践意识,为毕业后的工作打下良好的基础。     

基于机械产品的设计重用研究

为了将企业资源更好地应用于机械产品创新设计平台,在对设计实践和设计重用分析的基础上,对设计重用系统建模,设计重用过程模型流程进行了研究,提出了由支持库和设计重用子系统构成的设计重用模型,并给出了相应的模型流程。该研究为机械产品创新设计平台的建立与完善奠定了坚实的基础,为制造业设计人员更充分,合理地利用企业资源提供了理论依据。     

产品设计的基本理论与技术

产品创新已成为我国经济发展中工业创新的核心.产品创新是市场经济的企业行为,是从市场到市场的全过程.产品的概念发展与产品的设计是产品创新中具有决定性作用的阶段.系统地讨论了产品设计的基本概念、理论与基本技术.设计基本理论将首先建立设计过程模型,定义过程作用的场和域、约束条件及过程逼近目标解的受控行为状态,探求发展新一代产品设计自动化技术系统的理论基础.     

基于认知多方法集成式产品创新设计策略及实现

通过对设计者的创新认知思维过程及规律进行理解,提炼出创新问题一般解决过程模型,总结出复合菱形思维操作过程模型。结合产品设计和新产品开发实际,将质量功能配置、物场模型、冲突矩阵、形态分析法等方法,应用到问题分析、概念求解、组合优化等思维操作单元,提出一种多方法集成式产品创新策略及设计流程,并开发了相应的设计原型系统。以敲钉机创新为例,验证了策略及系统的有效性与实用性。     

面向顾客需求的卷膜机创新设计

为了使胶带卷膜机更好的满足顾客需求,建立了基于KANO模型、QFD和TRIZ的集成创新设计流程。利用Kano模型将顾客对卷膜机的需求进行了分析;再利用QFD将需求转换为了设计过程中的技术需求和参数;然后利用TRIZ理论中的分离原理和矛盾矩阵解决技术需求中的矛盾,最终得到卷膜机的创新设计方案。