集成价值工程与TRIZ求解工具的产品创新设计研究

为解决如何利用价值工程(Value Engineering,VE)和TRIZ求解工具相结合,有效解决产品创新设计过程的问题,基于VE的工作计划过程对VE与TRIZ求解工具进行了对比,探讨了二者集成的可行性,提出在功能构思阶段集成VE与TRIZ的求解工具,并将该求解工具的模型应用于智能网关音箱的创新设计中,提出一种新型智能网关音箱的概念设计方案,验证了模型的可行性与实用性。     

基于TMMS的带式输送机关键技术成熟度研究

应用基于专利分析的产品技术成熟度预测技术和基于该技术开发的产品技术成熟度预测软件TMMS对我国带式输送机产品关键技术的成熟度进行了预测。     

基于包容性的产品新市场破坏性创新研究

为加深产品对弱势群体的包容度,将包容性特征与包容性约束运用到产品新市场破坏性创新方案的产生与评价中。提取用户与环境的包容性特征,结合包容性约束对技术系统进行进化分析,通过任务分析及功能分配确定产品的功能语义,并将产品功能语义转化为设计方案;以包容性特征与包容性约束作回归因子,导入多元逻辑回归方程,从而建立评价模型。以老年家用相机为例,对不同类型的潜在需求进行提取,通过任务分析及功能分配,形成设计方案并对其进行评价,有效减少产品设计的迭代修改工作,改善弱势群体的生活品质,验证了设计方法的可行性。     

基于用户无意识行为的服务机器人交互设计

目的针对当前家庭服务机器人单方面依据用户指令做出行动的被动服务模式,提出一种使服务机器人主动服务用户的方法,改善机器人服务模式。方法首先,运用情景感知技术,使服务机器人可以感知当前环境与用户信息,识别用户无意识行为;其次,机器人对行为发生的情景信息以及用户行为习惯进行分析,得出用户潜在需求;最后,机器人根据得出的需求,主动为用户提供相应服务。结论通过设计实例验证,该方法能提高服务机器人的主动性、适用性,减少非必要用户指令,简化人机交互,增强用户愉悦感和使用体验。     

基于设计任务的概念设计中产品数字孪生模型的构建

在产品概念设计过程中,明确设计任务,应用数字孪生技术,可以更好地处理大量用户数据、监测功能运行和分析目标产品,促进设计方案的产生。首先,以设计任务为切入点,引入用户因素,集成任务分析法和情景分解法来分解设计任务,构建任务域任务流模型;其次,利用模糊综合评价法量化设计任务,明确设计任务,并对设计任务进行进一步分解,构建物理域实体任务情景模型;基于任务流的走向分析交互通道与虚拟域数据类型,构建虚拟域任务情景模型,完成基于设计任务的数字孪生模型的构建。最后,将这一方法应用于智能分类垃圾桶数字孪生模型的构建,拓展了数字孪生在概念设计中的应用。在产品概念设计阶段将用户因素融入设计任务中,可提高产品的设计质量。     

基于情感与可供性结构矩阵的产品创新设计研究

目的 旨在弥补可供性结构矩阵在情感内容方面上的不足,进一步明确可供性结构矩阵在产品创新设计中的使用过程。方法 用更为客观的熵权法代替可供性结构矩阵原有的赋权方式,从而实现情感因素的引入,同时结合鱼骨图和冲突矩阵进行问题的分析求解,并以扫地机器人的产品创新进行方法论证。结果 把已有的可供性结构矩阵工具作为一个主导工具,提出了将情感-熵值法将情感因素融入可供性结构矩阵中,形成了完整的产品创新设计流程。结论 对扫地机器人的改进设计证明了该方法的实用性和有效性,丰富完善了可供性结构矩阵方法体系,对之后的产品设计实践提供了参考。     

TRIZ第2类标准解的可拓变换表示及应用研究

为降低TRIZ标准解使用过程中的模糊性,探讨了TRIZ标准解与可拓方法融合的方式,提出了基于可拓学改进TRIZ标准解的求解过程,并对第2类标准解进行了可拓变换的形式化表达。以氧枪设计为例,通过TRIZ标准解求解过程获得适合问题的标准解,利用标准解的可拓变换表达方法得到多种可行的解决方案,最后使用优度评价获得问题的最优方案。研究结果表明:TRIZ与可拓学融合能够快捷有效地获得解决方案,降低了标准解的使用难度,加快了TRIZ工具形式化的进程。     

基于虚拟仿真与TRIZ的产品人机工程问题解决方法研究

为了快速准确地解决产品的人机工程问题,提升产品的人机性能,提出了一种基于虚拟仿真与TRIZ （Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch,发明问题解决理论）的人机工程问题解决方法。首先,利用虚拟仿真工具对产品的人机性能进行评估,根据所得的人体数据进行产品区域关联,确定存在人机工程问题的产品区域,并利用功能模型和因果分析找到产生人机工程问题的根原因。然后,根据产品人机工程设计案例及专家问卷调查结果,构建TRIZ标准工程参数与人机工程设计准则关联表,并通过该关联表和TRIZ冲突分析工具获取可解决产品人机工程问题的设计方案;基于理想度概念,提出产品人机性能理想度评估方法,并对得到的设计方案进行评价,从而确定最佳设计方案。将提出的方法应用于电动曲线锯人机工程问题解决实例,既快速解决了问题,又提升了电动曲线锯的易用性。结果表明,所提出的方法能够提高产品创新设计效率及其人机性能,可为产品人机工程问题的解决提供一种新思路。     

标准解辅助多层次系统资源衍生的裁剪方法研究

准确挖掘出系统内及超系统的可用资源进行系统有用功能重组是高质量裁剪创新设计的关键,其中潜在可用资源的挖掘是难点及重点。通过构建资源-属性列表实现系统可直接应用资源搜索;以物质属性为约束,提出基于资源相似度的潜在可用资源挖掘方法。基于功能类型重构标准解,以标准解为知识源辅助实现系统可用资源衍生;构建标准解-属性列表,基于标准解与资源属性二次属性相似度对比,引入外加资源实现系统可用资源重构。以此形成标准解辅助多层次系统可用资源衍生的系统化方法。最后以机械式水果采摘杆实例验证了该裁剪方法的可行性和有效性。