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。     

基于TRIZ理论的手扶式旋耕机造型设计研究

目的为了满足用户对手扶式旋耕机综合品质日益提高的要求,利用发明问题解决理论(TRIZ)和产品设计理论,提出一种基于TRIZ理论的旋耕机创新设计方法。方法首先运用TRIZ理论建立手扶式旋耕机的功能模型图,阐述技术矛盾;并根据矛盾矩阵确定发明原理,确定最适合解决技术矛盾的具体解决方案;再结合人机工程学、造型语义、色彩理论对产品造型进行多方面的分析。结果提出一种基于TRIZ理论的创新设计模型,对现有的手扶式旋耕机进行创新设计。结论将TRIZ理论与相关理论相结合,对手扶式旋耕机进行设计实践,验证了应用该方法为产品设计构思提供创新思路的可行性,并为相关农机产品的开发设计提供了重要的参考。     

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。     

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.     

基于感性工学与TRIZ的助眠仪创新设计研究

目的 为解决当前市面上助眠产品对青年用户群体情感需求关注不足、缺乏针对性的问题,运用感性工学与TRIZ相关研究方法,设计一款针对青年用户群体的助眠仪。方法 首先,建立基于感性工学与TRIZ理论的助眠仪创新设计流程,收集筛选感性词汇与样本,运用感性工学构建助眠仪设计要素与感性意象的判断矩阵;其次,采用主成分分析法对数据降维,确定影响助眠仪感性判断的主要因素,分析归纳样本得到待满足设计需求特征;最后,使用冲突理论对助眠仪进行创新设计。结果 在创新设计流程的指导下,科学高效地开发设计了符合用户感性需求的助眠仪。结论 助眠仪创新设计实例表明,应用感性工学与TRIZ能科学有效地将用户情感需求转化为设计元素,并能进行符合目标用户需求的创新设计,同时,该设计流程能在相关产品进行创新设计时提供思路与方法。     

TRIZ理论综述及在轻工装备领域研究展望

目的针对轻工装备领域缺乏系统性的创新设计理论和方法等不足,运用TRIZ理论来指导轻工装备领域开展创新设计。方法对TRIZ理论的研究现状、基于TRIZ的深度知识获取、基于TRIZ的计算机辅助创新系统开发、TRIZ在我国轻工业领域中的应用等4个方面的相关研究成果进行整理,并深入分析。结论总结出TRIZ在轻工装备领域的研究不足,提出了轻工装备领域创新设计研究展望,指出今后面向轻工装备领域的创新设计研究重点、构建创新设计研究框架,为开展轻工装备创新设计提供了方法与思路。     

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.     

基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计

目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。     

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。     

融合TRIZ理论和FBS模型的担架车创新设计

目的 提出TRIZ理论和FBS模型融合的创新设计模式,以更充分地发挥两者在产品创新设计上的特点,形成优势互补,基于该模式设计一款代替救护车通过狭小路段实施救援的新型担架车。方法 基于现有担架车产品,运用FBS模型挖掘医护人员和伤者的用户需求,并由用户需求推导分析用户行为,进而得到担架车创新结构特征。之后,应用TRIZ理论矛盾冲突矩阵对担架车结构及功能设计中出现的矛盾冲突进行分析,找到问题解决的思路并形成方案。结果 根据产品创新设计模式设计出一款带有动力系统、可快速转移伤员、携带一定数量的救援物资,并能够通过狭窄空间、可承载多人的新型担架车。结论 融合TRIZ理论和FBS模型的产品创新设计模式,为产品创新设计过程中的问题挖掘与问题解决,提供了一套系统且有效的设计思路与工具。     

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。     

基于TRIZ理论的轨检小车机械结构创新设计

目的针对轨检小车机械结构存在的缺陷,应用TRIZ理论进行创新设计。方法按提出的基于TRIZ理论的已有产品的改进创新设计框架,对轨检小车的机械结构进行组件分析,建立功能模型,结合轨检小车使用过程中存在的问题和功能分析的结果找到技术系统的薄弱点,应用TRIZ理论方法对功能模型存在的问题进行解决,高效地产生创新方案。结论形成了基于TRIZ理论的已有产品的改进创新设计框架,应用此方法对轨检小车的机械结构进行了创新设计,解决了轨检小车在实际使用中存在的问题。     

基于AHP与TRIZ的残障人轮椅设计

目的针对轮椅无法满足残障人使用的现状,提出集成层次分析法与发明问题解决理论的残障人轮椅创新设计。方法利用调研法及亲和图法确定残障人轮椅使用需求,并对需求进行层次分级。运用层次分析法获取分级需求重要度,将需求重要度降序排序,准确掌握轮椅设计的重点。建立用户需求—技术方案关系矩阵,验证技术方案是否存在矛盾冲突并运用发明问题解决理论的发明原理寻找最优解。结论依据层次分析法所得客观数据掌握设计重点,通过发明问题解决理论解决技术措施中的冲突,实现了残障人轮椅的创新设计,验证了多理论结合使用的有效性与科学性。     

物质-场情景分解法在工业设计中的应用研究

市场经济带来的竞争性压力促使企业不断进行产品创新设计.为了提高产品创新设计的效率和成功率,系统化的产品创新设计方法显得尤为重要.物质-场情景分解法,是以情景分解法为基础分析产品全生命周期过程,结合TRIZ理论体系中的物质-场分析法将情景分解法中的问题转化为功能模型,并应用标准解对问题进行求解,为产品创新设计提供一种系统化创新设计方法.最后以轮椅设计为例,验证该方法的有效性和实用性.     

基于TRIZ的专利群规避方法研究与应用

目前专利规避设计主要是针对单一专利进行规避设计,然而单一专利规避设计只可规避特定的专利,规避结果仍然有侵犯该专利群中其它专利的风险。因此,集成TRIZ（teorija rezhenijia inzhenernyh zadach,发明问题解决理论）创新方法与专利群规避方法,提出一种系统化的专利群规避方法,用于产品创新设计。首先,通过关键词和IPC(international patent classification,国际专利分类)的布尔运算检索确定目标专利群;然后,通过TRIZ方法中的库组件将专利群中的各个专利联系起来,并通过组件-功能分析建立专利群总功能模型图来确定需规避的问题;接着,应用组件规避、功能规避以及TRIZ创新方法来获取初步解决方案,并进行专利侵权判定及专利组合申请;最后,以某公司玉米脱粒机专利群为实例,应用提出的方法进行专利群规避设计,改进了玉米脱粒机并申请相关专利。结果表明改进后玉米从进料斗由螺旋送料装置送至脱粒辊处,脱粒辊上螺旋分布的脱粒刺使玉米边前进边旋转,达到脱粒效果,改进后玉米脱粒机具备破碎率低、脱净率高及工作效率高的优点。实例验证表明基于TRIZ的专利群规避方法有效实现了对已有专利群的创新规避设计。     

基于马斯洛需求层次理论电动轮椅创新设计探析

从马斯洛的 "需要层次论"出发用户分析了iBOT智能轮椅相对于普通电动轮椅的创新性和优势.并结合国内外电动轮椅的产品研发现状,提出电动轮椅创新设计的需求整合理论,倡导基于满足用户生理和心理需求的电动轮椅创新设计理念.这对我国医疗器械创新设计也有一定参考价值.     

基于TRIZ理论的成垛浆粕上料机设计

目的针对目前成垛浆粕上料采用人工操作产生的劳动强度大、效率低、人力成本高的问题,设计一种成垛浆粕自动上料机。方法运用TRIZ理论的冲突解决原理进行成垛浆粕自动上料机设计,设计中对存在的问题进行归纳和分析,根据自动上料机的冲突矩阵,得到相应的创新设计原理,通过分析比较选择最佳原理解决设计中涉及到的技术冲突问题,并利用有限元软件对滑套进行力学分析。结果基于TRIZ理论设计的自动上料机可实现自动寻料、自动夹紧、自动提升、自动旋转、自动放料。结论该上料机完全取代了人工操作,生产效率提高了38%。