基于TRIZ和公理设计的公共文化设施冲突管理模型

为了识别和研究公共文化设施管理中存在的矛盾冲突,把TRIZ创新工具和公理设计理论相结合,利用独立公理分解公众需求和现实约束之间的矛盾,再使用基于公共文化设施技术参数的TRIZ工具寻找解集,依据信息公理对可选方案进行评价筛选,有效解决了天津文化中心美术馆空置率高、图书馆空间利用率低等实际问题。该方法有效弥补了TRIZ理论在寻找最优解时低效的缺陷,为公共文化设施冲突管理提供了新的思路。     

多方法融合的柑橘自动剥皮设备创新设计

目的设计一种能提高一次剥净率、降低果肉破损率的柑橘自动剥皮设备。方法提出一种多方法融合创新设计模型,并将其应用于柑橘自动剥皮设备的创新设计中。首先,根据Kano模型得到柑橘自动剥皮设备的用户需求属性;然后,结合公理设计理论完成域间映射,得到设计矩阵;由独立公理判断出设计矩阵类型,得到设计矩阵是准耦合设计,运用TRIZ理论进行解耦设计,得到柑橘自动剥皮机的创新设计方案;最后,结合层次分析法和模糊综合评价法对设计方案进行评价。结果利用该创新设计模型得到的柑橘自动剥皮机创新设计方案,在功能属性、安全属性和经济属性等3个方面都要优于现有的柑橘自动剥皮设备。结论设计的柑橘自动剥皮设备满足设计要求,验证了该创新设计模型的可行性及合理性。     

疫情视角下的医疗废弃物智能设备研究

目的 为缓解疫情期间医废处理压力以及提升相关工作人员的安全防护,设计一款从源头处理的医疗废弃物智能设备.方法 通过文献了解我国医疗废弃物处理现状,结合疫情期间医疗废弃物处理所暴露出的问题与用户需求.将QFD、AD、TRIZ理论相结合,通过构建医疗废弃物智能设备质量屋,得到设计要素中的矛盾冲突,应用TRIZ中分离、发明原理来化解矛盾冲突,得到初步设计方案.将QFD质量屋中的设计要素转化为相对应的功能需求,运用AD公理设计理论进行映射得到设计矩阵,判断矩阵是否耦合,若矩阵非耦合则创新方案产生,若为耦合则利用TRIZ相关理论进行解耦,获得最终设计方案.结果 将3种方法相结合,解决了设计方案造型、功能性、安全性、操作性等问题,提高了医疗废弃物处理效率与安全性.结论 通过该方法对医疗废弃物智能设备进行设计,提升了医疗废弃物智能设备的创新性和有效性,为发展医疗废弃物处理的新模式提供了思路.     

基于公理设计的产品结构设计模型研究

目的为了满足客户的实际需求,缩短产品设计周期,避免传统设计方法生成产品结构的过程中易产生设计耦合的潜在问题。方法以结构设计作为主要目的,提出一种基于公理设计的产品结构设计模型(AxiomaticDesignBasedStructuralDesign,ADBSD)。该模型在质量功能展开(QualityFunction Deployment, QFD)的基础上,采用KANO模型的赋值计算规则,获得总体客户功能需求权重值,作为结构设计的总功能需求,输入公理设计框架流程中的"Z"字型映射中;并运用TRIZ技术冲突、发明原理等工具进行设计优化,在设计初期解决设计参数之间的冲突问题,得到完整的产品设计结构。结果通过对小空间自走式消防装备进行设计研究,阐述了运用ADBSD进行产品结构设计的优势,验证了该方法的可行性。结论该模型为产品创新设计过程提供了新思路和理论参考。     

基于公理设计理论的FMS优化配置研究

针对FMS优化配置问题,运用公理设计理论对FMS优化目标进行分层分解,将原来复杂的配置问题分解成由若干个模块构成的简单配置或策略,解除了决策变量之间的耦合关系,构建出基于公理设计的FMS优化配置框架,为寻找最优解和开发原型系统打下了基础。     

公理化设计理论与TRIZ集成的设计方法研究

公理化设计理论与TRIZ在产品设计开发中都有其优势及局限性。公理设计在系统性地生成概念初始方案方面有优势,TRIZ在解决设计中出现的冲突方面有优势。提出了集成公理化设计理论与TRIZ解决设计问题的一种方法。首先应用公理设计理论形成设计的概念初始方案;其次分析所得设计方案中可能存在的冲突,并分清冲突的类型是物理冲突还是技术冲突;然后对不同的冲突采用相应的冲突解决原理来解决;最后重新设计新的设计参数来消除冲突。通过液压修井机设计实例说明了这种方法的有效性。     

可重构制造系统设施布置公理化设计研究

首先阐述了可重构制造系统和公理化设计的基本知识,然后通过公理化设计的两个公理(独立性公理和信息公理)对可重构制造系统进行设计.在独立性公理的应用中,将总目标进行了四级分解,每一级分解通过四个步骤来完成,并列出了各自的设计方程.然后汇总列举出了相应的功能结构表;在信息公理的应用中,针对非耦合设计和准耦合设计的情况分别计算...     

基于QFD的应急通信车公理化设计与评价研究

为了降低设计风险和缩短设计周期,更准确获取用户的功能需求,提升用户满意度,提出了质量功能展开与公理化设计相结合的创新设计方法,构建了基于QFD的公理化设计模型。在对用户需求进行细化的基础上,建立用户需求与功能需求质量屋,将QFD中4个阶段与公理化设计中相邻域之间相互映射,将功能需求转化为设计参数,得到相应的设计矩阵,获得重要的质量设计目标。利用独立性公理对功能需求与设计参数之间的关联进行分解耦合;利用信息公理对经过迭代后的设计方案进行筛选,从有效解中找出最好的设计方案,提高了设计效率。最后,以某中型应急通信车设计项目为例,通过准确、高效地设计出用户满意度最大化的产品,验证了所提设计方法的可行性和有效性。     

TRIZ理论在旅游纪念品设计中的应用

目的依据TRIZ理论解决旅游纪念品创新设计中的相关问题,提出创新设计方案。方法以旅游纪念品设计为研究对象,描述产品创新设计中存在的问题,应用TRIZ理论确定研究的技术参数,通过查询矛盾矩阵,找出适用的创新原理,结合问题产生的具体领域,总结出旅游纪念品存在问题对应的设计要素和可利用的创新原理。结论 TRIZ理论在文化创意产品领域进行创新设计具有一定的可行性,运用TRIZ理论有利于产品开发过程中快速找准设计思路和方向,提高设计创新的效率。     

深水非接触式磁耦合绞车设计方法的研究

以解决深水环境下旋转轴的动密封为核心问题进行了磁耦合非接触驱动绞车设计方法的研究。该方法分为国内外资料检索查询、相关机构图形分析、二维装配草图创新设计、结构参数的理论计算、三维模型的建立及运动仿真、工程图生成6个设计阶段。此方法具有通用性,可为从事科研任务的研究生、工程技术人员进行自主创新的设计提供借鉴。     

基于公理设计的车间调度算法研究

车间调度问题是典型的NP难题,也是一种完全耦合的复杂系统.基于公理设计思想对车间调度系统进行了解耦设计,给出了相应的解耦思路及解耦矩阵,提出并实现了一种车间调度算法,并对算法的复杂性进行了分析.以实际车间生产调度作为研究对象,针对实际生产中零件紧急程度不一的情况,为待加工零件赋予不同的权值,并优先考虑调度加工工时较长的零件;采用以解耦设计为总目标,在满足约束条件的情况下,尽量优化压缩加工时间.对算法的复杂性进行了分析,该算法属于三次多项式复杂级,较优于一般的算法.通过2个实例计算和对比,验证了本算法的实用性和有效性.     

集成AD和TRIZ的箱式电梯防疫功能创新设计

箱式电梯狭小空间内人员之间大量的间接接触给2019冠状病毒病的传播带来了隐患，如何抑制病毒在电梯中生存和传播成为亟待解决的问题。为此，通过分析公理化设计（axiomatic design，AD）和发明问题解决理论（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，TRIZ）这2种创新设计方法的优缺点，面向突破性设计、适应性设计和变参数设计等不同的设计类型，提出了集成AD和TRIZ的创新设计方法。首先，对产品的功能需求进行分析，以确定其归属的设计类型，并利用AD理论对功能需求进行分解，采用TRIZ构建功能-结构树。然后，对初步确定的设计方案进行耦合判断，并利用TRIZ进行解耦，经多次迭代求解后得到最终的设计方案。以传统箱式电梯的公共交互控制面板和密闭运载轿厢为研究对象，面向阻止病毒传播和消杀病毒的功能需求，采用集成AD和TRIZ的创新设计方法对箱式电梯的防疫功能模块进行设计，最终为传统箱式电梯设计了非接触式交互控制模块和分条件消毒灭菌模块。创新设计实例在从传统的机械结构设计拓展到新型的人机交互模式设计方面做了有益的尝试，验证了集成AD和TRIZ的创新设计方法的可行性。研究结果可为产品新功能模块的概念创新设计提供有效的理论支撑。     

An integration design optimization framework of robust design,axiomatic design,and reliability‐based design

Robust design, axiomatic design, and reliability‐based design provide effective approaches to deal with quality problems, and their integration will achieve better quality improvement. An integration design optimization framework of robust design, axiomatic design, and reliability‐based design is proposed in this paper. First, the fitted response model of each quality characteristic is obtained by response surface methodology and the mean square error (MSE) estimation is given by a second‐order Taylor series approximation expansion. Then the multiple quality characteristics robust design model is developed by the MSE criteria. Finally, the independence axiom constraints for decoupling and reliability constraints are integrated into the multiple quality characteristics robust design model, and the integration design optimization framework is formulated, where the weighted Tchebycheff approach is adopted to solve the multiple objective programming. An illustrative example is presented at the end, and the results show that the proposed approach can obtain better trade‐offs among conflicting quality characteristics, variability, coupling degree and reliability requirements. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于改进型功能方法树的公理化设计

分析了公理化设计在产品设计中的应用现状,指出现有公理化设计的两大不足：不能提供从功能域到物理域具体的映射实现手段和公理化设计不能支持这种经验性设计行为．针对公理化设计中存在的不足,提出基于改进型功能方法树的公理化设计方法的框架模型：以设计知识库为基础,建立改进型功能方法树,并以此为依据促成公理化设计的功能需求与设计参数的分解与映射,实现公理设计中功能与结构的同步演化;最后,通过自动化糖果包装机设计为例验证了该方法的可行性．     

基于TRIZ理论的采矿方法创新设计

针对传统采矿方法设计中出现的不足,将TRIZ理论引入采矿方法的创新设计中,在对实际问题分析的基础上,确定了技术和物理矛盾,并运用TRIZ理论的创新原理所提供的思路与线索,对采矿方法进行了创新设计.以广西某矿山的采矿方法设计为实例,详细介绍了TRIZ理论在采矿方法设计中的应用流程,高效率地解决了采矿方法选择中的创新性设计难题,充分表明了TRIZ理论应用于采矿领域进行创新设计的可行性和高效性,为拓宽和创新传统工程领域的设计思路提供了新的工具,将会有广阔的应用前景.     

TOC构造过程模型驱动产品创新设计

简要分析了产品冲突问题的约束理论(theory of constraints,TOC)思维流程,介绍了发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)创新设计过程。描述了TOC中5个逻辑图表及其相互之间的关系。提出一种将TRIZ与TOC相结合的产品冲突问题解决过程构造模型的设计方法,利用所构造的产品当前实现树、逻辑图表和TRIZ的矛盾冲突解决矩阵来解决产品冲突问题。实例证明TRIZ与TOC相结合的方法用于驱动产品创新设计是切实可行的。     

基于TRIZ的生物医学工程仪器创新设计

为加强TRIZ在生物医学工程中的应用,促进TRIZ与生物医学工程的双向互动与发展,基于TRIZ(发明问题解决理论)的理论基础、应用与分析工具、知识数据库,研究了TRIZ在生物医学工程中一般应用规律,构建了TRIZ在该领域的一般应用流程,并将该流程应用于呼吸气体采样富集装置的设计,获得满意结果,为生物医学工程领域设计人员...     

电气设计中的发明原理分类研究——发明原理之No.1至No.20

TRIZ发明原理具有普遍性,已成功应用于各个设计领域。为了指导电气创新设计,根据TRIZ理论,研究了40条发明原理在电气设计领域的应用,并给出其对应的电气设计工程实例,将部分典型实例按TRIZ中的40条发明原理中的前20条原理进行分类。这些实例包括大量电气产品及其设计过程,可为电气设计人员解决电气设计冲突提供发明原理参考。