基于可拓学模型的产品创新设计方法

阐述了可拓学的物元模型和菱形思维方法,并分析了可拓学应用在产品创新设计中的可行性。介绍了TRIZ方法,比较了TRIZ与可拓学矛盾解决方法的不同。将TRIZ与可拓学方法相结合,应用于产品创新设计中,形成了基于可拓学模型的产品创新设计方法,并通过创新设计实例验证了该方法。     

基于TRIZ物—场分析理论的儿童雾化吸入器设计

目的 基于TRIZ理论和可拓学的优度评价方法,对儿童雾化吸入器进行创新设计。方法 为设计出符合儿童需求的雾化吸入器,以TRIZ为理论基础提出一种基于TRIZ理论的儿童雾化吸入器创新设计流程。在设计过程中,首先,分析原型产品的基本功能、样式及主要结构;然后,利用物—场分析法与七十六种标准解,设计一款改善使用者舒适性的儿童雾化吸入器;最后,应用可拓学的优度评价法对设计方案的优劣程度进行综合评价,评定出最优方案。结论 以儿童雾化吸入器的创新设计为例,验证了该方法的可行性和有效性,为相关的创新设计流程提供了参考。通过找到实际问题的解决方案后,对创新设计方案给予Rhino三维建模设计、产品细节描述、制作模型及雾化实验,同时验证了儿童雾化吸入器创新设计的可行性。     

融合可拓语义与模糊评价的陵阳公样设计研究

目的 针对运用唐朝传统服饰纹样进行文化产品创新设计的过程中,设计者难以客观、有效地对其源文化实现表征与转化,导致所设计的产品脱离纹样原本蕴含的语义内涵与时代特征的问题,提出一种可拓语义与模糊评价相融合的传统纹样创意产品设计方法。方法 以陵阳公样为例,在前期策划阶段,通过梳理陵阳公样的源文化,以可拓原理对其语义进行分析,将优选得到的特征词汇进行综合图解语义评估,结合可拓变换重构理论构建图解语义集;在后期评估阶段,可视化形态意象特征并应用于文化创意产品设计中,融合用户需求进行设计方案的满意度评价。结论 融合可拓语义与模糊评价的方法具有一定的可行性与合理性,可以为传统纹样的创新转化及应用提供方法支持。     

基于模糊Kano模型和可拓创新法的特种运载抱罐车设计

目的 结合模糊Kano模型和可拓创新法,解决特种运载抱罐车目前同质化严重、用户满意度低等问题。方法 提出基于模糊Kano模型和可拓创新法相结合的创新设计方法。首先,对特种运载抱罐车展开可拓分析,建立物元模型,进行拓展分析并利用模糊Kano模型,输出质量要素的重要程度,提取关键设计要素。其次,结合用户需求的数据分析结果,利用可拓变换方法将所构建的特种运载抱罐车物元数学表征模型进行变换,获取新的产品创意模型。最终利用优度评价法获取最优方案。结果 通过对特种运载抱罐车的优化设计,实现在外观造型、安全性能以及功能特征等方面的提升。结论 证明集成模糊Kano模型和可拓创新方法相结合的设计方法能够提高特种运载抱罐车的用户满意度和市场竞争力。     

基于可拓语义分析的注塑机造型设计研究

目的 针对注塑机造型设计中造型意象特征表达不充分的问题,提出一种基于可拓语义分析的注塑机外观造型设计方法.方法 首先,运用焦点小组法获取注塑机的典型样本,对其造型意象特征进行分析;其次,结合问卷调查,对所提取的造型意象特征进行可拓特征评估,得到各造型意象特征的可拓设计区间;再次,针对可拓设计区间较大的造型意象特征进行图解分析,利用图解思维,将造型意象特征转化为图解语义,结合可拓变换方法构建图解语义库;最后,将造型意象特征以图形的形式应用于注塑机的造型设计中,并结合模糊综合评价选出最优设计方案,验证了该方法在注塑机造型设计中具有较好的可行性.结论 运用可拓语义分析能有效提取并利用造型意象特征元素,可以为注塑机造型设计和方案评估提供具体和有效的设计方法参考.     

可拓创新方法在产品设计中的应用

目的介绍和分析中国人原创的可拓创新方法体系在设计创意生成与解决设计过程中矛盾问题方面的优势,阐释应用该方法进行产品设计时,可以使设计过程不过度依赖于设计人员。方法从论文论著发表情况、软件著作权和专利情况、承接项目情况等方面,介绍了可拓创新方法的研究概况;综述可拓创新方法在新产品与新项目设计创意的生成、解决产品设计中的矛盾问题等方面的应用情况,以及可拓创新软件的研制情况。结论该方法具有深厚的理论基础,定性分析与定量计算相结合,可操作性强,具有重要的方法论价值和广阔的应用前景。     

可拓学与创新方法国际研讨会征文启事

人类社会是在解决各种各样的矛盾问题和不断开拓创新中前进的。利用计算机和网络帮助人们处理矛盾问题和进行创新活动是人类的理想。可拓学作为研究实现这一理想的基本理论、方法和工具,用形式化模型探讨事物拓展与变换的可能性以及开拓创新的规律与方法,并用于解决矛盾问题的新学科。可拓学创立于1983年。近30年来,可拓学研究者们建立了较完善的理论体系———可拓论,研究了应用于各领域的可拓创新方法,开展了在信息、设计、自动化和管理等领域的应用———可拓工程。可拓论、可拓创新方法和可拓工程构成了新学科可拓     

可拓语义和形状文法下彝族太阳纹再设计研究

目的 针对彝族太阳纹文化资源在设计转化中形意匹配不确定的问题,提出基于可拓语义和形状文法的产品设计方法。方法 以彝族漆器中的太阳纹为研究对象,分析其文化因子并提取特征词汇,以构建可拓表征模型,从而量化纹样与文化语义之间的关系。计算语义的可拓空间,进行文化内涵与文化价值的评估,并将词汇语义进行图解,得到优度表征与核心语义。以最优图解语义集为制约因素,结合太阳纹的原始形状、色彩、图示等特征,对太阳纹进行形状文法推演,生成创新图案。通过图解语义,对新图案进行综合评估及形意适配度验证。结论 可拓语义和形状文法在彝族太阳纹创新设计中具备有效性,为彝族太阳纹文化的传承发展提供参考路径。     

基于情感设计理论的智能婴儿车设计研究

本文通过对情感化设计理论的研究,旨在开拓智能婴儿车的设计思路,探求未来智能婴儿车的设计方向。本文以情感化设计的理论为依据和基础,结合实际案例和用户需求从本能层、行为层、反思层三个层面对智能婴儿车的设计进行分析和细化。通过研究和分析发现,在进行智能婴儿车设计时除了应该赋予其强大的实用功能,更应该将情感化设计的元素融入其中,尽可能满足用户在感官,体验和情感三个层面上的需求,为他们带来人文关怀。     

可拓与TRIZ融合辅助设计思维过程研究

目的 构建完善的设计思维过程模型,提高设计思维方法的客观性和可操作性。方法 将可拓和TRIZ融合对设计思维过程中问题分析、求解和评价三个重要阶段进行优化。利用可拓模型建立形式化问题定义模型;集成可拓与TRIZ求解工具,构建问题求解模型;融合TRIZ理想度法则和可拓优度评价,提出理想优度评价方法。结果 构建了可拓与TRIZ融合辅助的设计思维过程模型,并通过智能购物车的设计验证了该模型的合理性和可行性。结论 所构建的基于可拓与TRIZ融合的设计思维过程模型更具客观性和可操作性,对于支持产品创新设计实践具有重要意义。     

基于矩阵法的远行婴儿推车设计

目的 婴儿推车是婴儿用品中使用率较高的产品之一,但是目前使用周期较短,容易造成资源浪费,为了延长婴儿推车的使用年限,将矩阵法应用在远行婴儿推车设计中。方法 首先,根据产品特点,运用矩阵法分别分析婴儿推车和行李箱两类产品的特点及功能,得出各产品的功能模型;其次,将各产品划分成功能和对应元件组成的单元,并依据功能模型中所对应的位置排序后进行分析,得出两种产品的功能相似性矩阵及各产品的元件-功能矩阵;最后,将婴儿推车与行李箱的元件-功能矩阵重叠,并与功能相似性矩阵相乘,将功能模型进行简化后,对相应元件进行分析整合,使其根据最终表格呈现关系及参考比例形成所需功能的元件,并将其应用到远行婴儿推车设计中。结果 在矩阵理论的支撑下,遵循产品设计流程的基础上,对婴儿推车进行用户调研、市场调研、人机结构等分析,通过总结需求,最后得到最合适的设计方案,再通过模型制作与测试,进一步验证了远行婴儿推车方案的可行性。结论 通过矩阵法对产品设计元素进行分析和计算,将其应用于远行婴儿推车的设计研究中,可以很好地帮助设计师找到产品的创新方向,使远行婴儿推车的设计方案更加科学合理,并为未来相关产品设计提供了新的设计思路...     

基于Mash-up与AHP的童车产品创新策略研究

目的 为解决现有童车产品路况应变能力和稳定性较差问题,探寻层次分析法(AHP)在童车产品设计思维定性分析流程中的应用路径,从而设计出在差异化场景下满足家长和儿童用户使用需求的童车产品。方法 基于设计思维理论,通过混搭法(Mash-up)对用户的主要需求点沿着两条逻辑主线进行创意的定性发散,并在混搭法末端运用AHP构建体验层次的数据模型,通过计算进行多特征值比较,筛选出满足用户需求的高权重设计方案,以作出创意的收敛。结果 针对复杂路面的户外场景,产出了具备环境自适应性的童车方案,增强了童车使用体验的舒适性,最后进行成果的实用新型专利转化对设计的创新性和合理性加以验证。结论 以案例实证方式验证Mash-up与AHP方法相结合的可行性与合理性,为多场景下的童车产品创新完善思路与方向。     

共享理念下的童车可持续使用策略研究

目的基于共享理念对童车的可持续使用提出策略与应用方法。方法分析现代童车市场现状和使用人群存在的需求,以共享理念为指导,对如何将关注问题的焦点从以环境为中心,转到以可持续发展的新生活和生产方式为中心进行探讨。结论通过对童车使用的背景资料及童车产品特性的研究,以共享经济理念下的可持续设计方法为指导,提出关于童车消费模式的可持续使用策略,并基于此策略设计一款童车产品以验证其可行性。     

基于AHP层次分析法的智能婴儿手推车设计研究

目的建立智能婴儿手推车功能需求指标体系,从而为设计智能婴儿手推车提供理论依据和指导。方法通过婴儿手推车相关文献研究和市场产品分析,运用KJ亲和图法建立智能婴儿手推车功能需求指标。通过问卷调查法、访谈法和AHP层次分析法计算得出各功能指标的权重值,并完成一致性检验。结论得出智能婴儿手推车功能需求指标的目标层1个、一级指标4个和二级指标17个,其中一级指标的重要排序分别为安全性、舒适性、便捷性和智能化,监护人对影响安全性的智能刹车辅助系统、防抱走、速度调节、智能助力和实时定位功能评价较高,同时希望婴儿手推车具有智能坐姿调节、智能遮阳、智能控温和自动摇椅等功能。最后,将研究结论和设计实践相结合设计了一款智能婴儿手推车,并从智能动力、智能防护、智能识别、智能安全、智能语音、APP界面等方面进行设计应用。     

基于生命周期理论的可持续儿童推车设计

目的 针对童车市场出现的产品生命周期短、回收再利用难和产品类别过度细分等问题,从可持续设计的设计原则和设计方法出发,结合用户需求分析,进行儿童推车再设计,以解决当前儿童推车造成的家庭开支大,占用空间,实用性不强等可持续设计问题。方法 基于产品全生命周期理论对儿童推车的可持续性进行分析,将儿童推车生命周期各个阶段的可持续利用率最大化,再应用模块化理念进行结构设计,通过分析现有儿童推车的功能与结构,提炼其共性特征和可实现多功能变换的功能与结构模块。结论 使该多功能童车通过功能结构模块的变换,实现在儿童推车、购物拖车与助行拐杖之间的功能转化,以及拆卸后座椅的再利用。应用可持续儿童推车设计流程,有效地延长儿童推车的生命周期,发挥儿童推车使用后的余热,满足用户多样化、个性化的需求,减少对资源的浪费和经济损失。     

基于可拓变换的专利创新再设计方法

目的对现有优秀专利文本进行挖掘和二次开发,高效快速地实现产品的创新再设计。方法首先以功能本体知识库为基础,通过归类分析目标专利文本中动词之间的关系,提取其功能知识。其次,将从专利文本中提取的功能原理知识词集抽象表示,建立可拓基元模型。然后,根据基元的可拓性寻找目标功能基元的可拓集,运用可拓变换原则实现基元的创新变换。结论将专利文本转化为可拓模型,增加可操作性,同时使得专利的核心技术内容更加直观具象。针对节能灯包装盒,验证了方法的可行性。     

Non-diffusive N + 2 degree Petrov-Galerkin methods for two-dimensional transient transport computations

A new non-diffusive Petrov-Galerkin type finite element method which uses test functions two polynomial degrees higher than the trial functions is developed for the transient convection dominated transport equation in two dimensions. The scheme uses bilinear quadrilateral finite elements for the spatial discretization and Crank-Nicolson finite differencing for the time integration. The standard product extension of very successful one-dimensional N + 2 degree upwinding functions to two dimensions is ineffective for general 2-D flow problems, especially at higher Courant numbers where cross-derivative truncation terms become important. Therefore effective N + 2 degree test functions are developed through an analysis by which the truncation error terms in the discrete nodal equation are eliminated up to fifth order. The new scheme is very effective for general 2-D flows over a wide Courant number range and eliminates the troublesome cross-derivative truncation terms. The scheme is simple and robust in that the upwinding coefficients are readily defined and only dependent on Courant number. Numerical examples illustrate the excellent behaviour of the new scheme.     

基于案例信息的机电产品造型创新设计方法

目的研究应用案例造型信息进行机电产品造型方案创新的方法与实现技术。方法通过对案例造型部件及其造型元素的解构,应用形态学矩阵组合产品造型新方案,评分法及AHP法对案例造型部件特征、造型元素、造型意象词汇进行量化,BP神经网络构建造型方案的意象预测模型,灰色加权关联度构建遗传算法适应度函数。结论开发的电动自行车造型设计系统能依据客户需求目标,在应用案例造型信息综合方案的基础上,优选出产品造型方案,实现机电产品造型方案的创新。     

Intelligent Real-Time Adaptation for Power Efficiency in Sensor Networks

This paper presents an intelligent, dynamic power conservation scheme for sensor networks in which the sensor network operation is adaptive to both changes in the objects under measurement and the network itself. The conservation scheme switches sensor nodes between a sleep and an active mode in a manner such that the nodes can maximize the time they spend in a power-efficient sleep state, which corresponds to a nonmeasuring and/or nontransmitting mode, while not missing important events. A switching decision is made based on changes (or their absence) in the signals sensed from the environment by an intelligent agent that has been trained to determine whether or not a special event has occurred. This intelligent agent is based on a novel neural network topology that allows for a significant reduction in the resource consumption required for its training and operation without compromising its change detection performance. The scheme was implemented to control a sensor network built from a number of Telos rev. B motes currently available on the market. A few new utilities including an original neural network-based intelligent agent, a “visualizer,” a communication manager, and a scheduler have been designed, implemented, and tested. Power consumption measurements taken in a laboratory environment confirm that use of the designed system results in a significant extension of sensor network lifetime (versus “always on” systems) from a few days to a few years.