基于TRIZ的机械产品突破性创新设想产生过程研究

为解决机械产品突破性创新设想产生的问题,将发明问题解决理论（TRIZ）应用于新产品开发的模糊前端阶段。在建立产品技术系统主功能物质-场模型的基础上,提出了机械产品突破性创新的方法;基于TRIZ全局理想化,对实现产品主功能的技术子系统进行了功能裁剪及可用资源分析,进而利用技术进化理论对实现产品主功能的技术子系统进行了技术预测,并应用计算机辅助创新软件（CAI）工具建立了机械产品突破性创新设想产生过程模型。中药滴丸机创新设想的产生验证了该方法的有效性。     

基于裁剪的流程问题解决

为了解决产品制造、安装、运行等流程中产生的问题,将裁剪应用于流程问题解决,提出了流程问题解决过程模型。流程问题解决过程模型分为四个阶段:流程定义、流程分析、流程问题解决和概念具体化。流程定义阶段,通过总结和归纳大量实例,建立了流程完整的定义。流程分析阶段,首先绘制流程图,其次在流程图的基础上,对流程图中的每一步操作进行了操作图示绘制及流程功能分析,最后利用因果分析确定要裁剪的操作。流程问题解决阶段,通过流程裁剪方法进行操作裁剪,并对裁剪问题存在性做出判断,若存在裁剪问题,则应用冲突解决原理来解决。概念具体化阶段,将原理解转换成特定的方案解。并以饮水机为例对提出的过程模型进行了验证。基于裁剪的流程问题解决过程模型能够有效的针对已有流程改进和流程创新,有利于流程问题解决的效率提高。     

计算机辅助创新驱动的产品概念设计创新设想产生过程模型

创新设想产生是产品概念设计阶段的关键环节,影响该阶段设想产生的障碍是设计人员不能很好地利用多学科领域的知识.鉴于此,基于发明问题解决理论的计算机辅助创新软件系统提供了应用多学科领域知识的一个平台.提出了计算机辅助创新驱动的创新设想产生原理,以计算辅助创新软件为设计场景进行问题求解,基于源设计中的未预见的发现建立扩展解空间,驱动创新设想产生,进而建立了计算机辅助创新驱动的产品概念设计创新设想产生过程模型.通过安全隔离蝶阀创新设想产生验证了该模型的可行性.     

模糊前端驱动的产品创新设计过程与应用

将模糊前端作为创新驱动力,应用发明问题解决理论中的冲突解决原理来分析产品性能与客户需求之间的差距,确定市场需求拉动的创新设想,通过结构创新对产品进行局部的改进,提高产品理想化程度和顾客满意度;应用需求进化定律与技术进化定律确定未来产品的需求及其对应技术进化的创新设想,通过原理创新对产品相关技术进行更新换代,提高产品应对市场未来变化的能力;以产品结构创新与原理创新为基础,结合计算机辅助创新知识库建立有创新设想产生到概念设计方案相融合的模糊前端驱动下的产品创新过程模型,提高设计人员自主创新的能力和创新成功率.以该创新模型为理论指导,进行带式输送机的创新设计,开发出新型磁垫式带式输送机技术方案.     

需求进化与功能进化集成的创新设想产生研究

为解决面向产品创新模糊前端的设想产生问题,针对产品进化与生物体进化具有相似性的特点,论述了需求进化系统和生物功能进化系统的组成,并将生物体功能进化系统用于描述产品功能进化的过程。建立了需求进化系统与生物体功能进化系统之间的界面,在两种系统集成的基础上,建立了面向模糊前端的未来需求拉动功能进化的产品创新设想产生过程模型。通过中药擦丸机创新设想的产生表明了该过程模型的可行性。     

基于TRIZ理论功能分析与裁剪的应用研究

裁剪是一种有效解决发明问题的TRIZ工具,通过删除问题元件,重组系统有用功能,达到技术系统简化与产品优化的目的,从而实现产品创新设计。从功能分析、建立功能模型着手,介绍裁剪的4种规则,分析裁剪的创新设计流程,并通过无叶风扇的实例说明裁剪方法的有效性,为机械设计人员提供了一种创新设计方法。     

TRIZ辅助多层次裁剪方法集构建

裁剪方法利用系统内部及超系统资源解决问题,这一特点促使了产品结构简化和成本降低。现有裁剪方法是规则导引下设计者的主观分析过程,这在某种程度上限制了裁剪操作简化和方案解获取。以裁剪本质和实现方式为约束条件,以TRIZ中基于知识的发明问题解决原理和规律为知识源,确定了基于知识的裁剪方法,对裁剪过程中系统有用功能分配形成客观知识原理启发。将其与现有裁剪方法有效结合,形成主观分析与客观原理启发优势互补的多层次、多角度裁剪方法集。并在此基础上提出基于裁剪方法集的裁剪创新设计过程模型。900 t双导梁式架桥机创新设计实例对其有效性进行了验证。     

基于技术系统进化及物场变换的功能裁剪方法

为增强改进型设计过程中系统功能重构的针对性和指引性、提高创新设计的效率,结合产品生命周期理论,提出一种基于技术系统进化和物场变换的功能裁剪方法.面向消除有害作用、功能简化、功能增益的不同目标,以提高系统理想度和功能理想化策略为指导,基于技术系统进化法则提取了10条功能裁剪规则;结合组件相对功能价值分析和破坏系统完备性趋势,确定裁剪对象及优先级;面向生命周期不同阶段产品,以物场模型及技术系统的进化趋势为方向,应用功能裁剪规则指导物场模型变换重构,实现有用功能重组.基于上述方法构建流程化的功能裁剪设计模型,结合秸秆燃料成型机改进设计实例验证了模型的有效性.     

面向生产性流程问题解决的裁剪规则

流程是操作序列,即研究对象不是由元件组成,而是由一系列的操作或者工艺组成,流程问题所研究的工程系统是一种产品的流程。由于流程与产品之间存在区别,应用功能裁剪解决流程中的产品制造、安装、运行等问题时,裁剪方法并不完全适用。该研究以现有的流程裁剪规则提取原理为约束,结合流程各类有用功能的特点,提出一套更合理的、高操作性的流程裁剪规则,并构建流程裁剪过程模型。可对已有的流程现状进行有效地改进和创新,有利于提高流程问题的解决效率。     

基于功能裁剪的产品平台进化设计

随着技术发展和用户需求的不断变化,一成不变的产品平台会成为新产品开发的阻碍,需要适时做出调整,甚至重新设计。按照产品平台组成模块演化的原理,平台进化主要表现为平台模块的添加、去除、替换。实施产品平台进化设计需要确定哪些模块需要发生哪些变化,这与TRIZ中应用功能裁剪进行产品改进设计时需要处理的问题是一致的,基于此提出基于功能裁剪的产品平台进化设计方法。通过构建模块化产品平台的功能模型并结合价值-通用度分析确定裁剪模块;利用功能资源分析对原有裁剪规则进行了完善和补充,提出面向产品平台进化的裁剪规则;建立了基于功能裁剪的产品平台进化过程模型。     

汽车内饰产品可持续设计流程与设计工具开发

以汽车内饰件产品为研究对象,开展了产品可持续设计流程与设计工具研究,提出了将环境和安全因素引入产品的设计和开发,从而在现有汽车内饰件新产品开发流程中整合可持续设计的新思路。建立了一种符合中国汽车内饰件生产企业实际情况、包括初始安全环境审议、概念开发环境审议、产品开发安全环境审议、最终安全环境审议、正式投产后的环境审议反馈等内容的汽车内饰件产品可持续设计流程及可持续设计支持工具,为我国汽车内饰件企业实施产品可持续设计、提高可持续创新能力提供了思路和借鉴。     

基于TRIZ与实例推理原理的产品绿色创新设计方法

为开发环境友好型绿色产品,提高绿色产品的创新效率,提出了基于TRIZ和实例推理原理的产品绿色创新设计方法。以本体论为基础,给出了绿色产品设计实例的表达机制,构建了绿色产品设计实例的本体库,实现了产品绿色创新设计案例知识的检索、重用和修正。建立了绿色设计属性与TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,实现了绿色设计属性向TRIZ工程参数的快速转化。建立了基于TRIZ和实例推理原理相结合的产品绿色创新设计支持平台,并以洗碗机底板的创新设计为例讨论了所提出方法的正确性和有效性。     

A hybrid method for product low-end disruptive innovation

Product innovation is often a process for improving existing products. Low-end disruptive innovation (LDI) enables a product to meet the most price-sensitive customers in the low-end market. The existing LDI methods are mainly based on unnecessary characteristics of disruptive innovations. Thus, they cannot easily identify and respond to the LDI design needs. This study proposes a hybrid method for the product LDI in two levels of the product design based on the summarized definition and essential characteristics of LDI. Feasible areas of the product LDI are determined using a hybrid relational function model to identify the maturity of dominant technologies. The technologies are identified through the technical search and evaluation of the feasible area for innovation to form an initial LDI scheme. Then, the product function is optimized using the trimming concept of theory of inventive problem solving based on the characteristics of LDI. The final LDI scheme is formed and evaluated based on the essential characteristics of the product LDI. The feasibility of the proposed method is verified in the design of a new dropping pill machine.     

Design Around Bundle Patent Portfolio Based on Technological Evolution

Product innovation can be achieved by analyzing leading products patents in the market.Different methods have been proposed for design around patent,commonly using the elimination or replacement of a single patent element However,the existing research fails to restore the position and function of the design around object in the original patent portfolio of enterprises,which often leads to the phenomenon of evading one patent and violating another.This paper proposes a method for design around patent through using the fusion of technologies of the evolution theory and bundle-type patent portfolio analysis in the initial stage of product development.The object system is analyzed to select technical opportunities through the evolutionary path of technologies and functional trimming methods to achieve circumvent barriers of bundle-type patents.The bundle patent portfolio is analyzed for the product evolution with a radar map.The technological evolution path is combined with the TRIZ innovation method to identify and solve the design problem.Patentability of the new design is evaluated using the patent system rules for innovative scheme difference from the original patent portfolio.The method is verified in a case study for the design of a glass-wiping robot.The design solution has been patented.     

户外产品的外观设计

随着户外运动逐渐普及,户外产品的日益丰富,人们对于户外产品的审美需求日益提高,户外产品的外观设计也越发显得重要。文中主要阐述户外产品创新设计的几个途径。通过仿生设计,人机工程和体验性设计在户外产品外观设计上的应用,拓宽设计思路。     

基于环境友好的产品概念设计原型系统设计与开发

简要分析了实施环境友好设计的背景以及目前流行的产品概念设计软件中存在的不足,提出了基于环境友好的产品概念设计方法,在此基础上构建了基于环境友好的产品概念设计原型系统,并通过一个案例证明该系统在提高产品环境友好性方面是有效的。     

基于环境友好的产品概念设计原型系统设计与开发

简要分析了实施环境友好设计的背景以及目前流行的产品概念设计软件中存在的不足，提出了基于环境友好的产品概念设计方法，在此基础上构建了基于环境友好的产品概念设计原型系统，并通过一个案例证明该系统在提高产品环境友好性方面是有效的。     

基于质量功能展开、发明问题解决理论和仿生学的产品创新设计

为了提高产品创新设计效率，提出一种基于质量功能展开（QFD）、发明问题解决理论（TRIZ）和仿生学的产品创新设计过程模型。首先，根据客户需求利用QFD理论构建产品质量屋，结合TRIZ的矛盾冲突理论将负相关技术特性映射到对应的发明原理，综合考虑发明原理三大准则筛选出合适的发明原理；然后，搜索基于发明原理的生物实例库获得多个生物实例，分别计算其与设计目标之间的功能流相似度并将相似度值最高的作为仿生原型；最后基于建立好的生物系统数据库、产品系统数据库和协同中间件数据库，利用协同中间件进行跨领域多层次协同映射，得到产品仿生设计方案。利用上述过程模型对风扇叶片进行创新设计，并结合FLUENT软件进行数值模拟，结果表明风扇叶片在提高风量和降低噪声性能上得到了一定的改善，验证了所建立设计模型的可行性与有效性。     

产品创新设计建模技术研究

通过分析现有企业新产品开发模式，提出面向产品全生命周期的协同创新开发模型，重点研究该模式中的创新设计过程，提出了基于不同视角的产品创新设计过程统一模型，构建出计算机辅助产品创新设计的技术框架体系。