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。     

知识视角下设计驱动的颠覆式创新方法研究

目的 颠覆式创新是企业实现跨越式追赶的重要路径,针对当前识别颠覆式创新机会的不足,基于知识基因与深度学习协同优化,提出设计驱动的颠覆式创新早期识别方法。方法 梳理知识视角下设计驱动的颠覆式创新流程,针对创新模糊前端阶段并基于“产品知识基因”的概念,首先通过大数据文本分析方法洞察用户未来需求,进行产品意义重构;其次对相关领域专利数据进行“主语—行为—宾语”结构与“技术—关系—技术”结构语义分析并建立产品知识库;最后在此基础上类比基因工程思维模式重组技术方案,寻求产品颠覆式创新。结论 以未来空调为设计研究对象,验证研究方法的可行性与有效性,能够帮助企业识别颠覆式创新设计机会,对优化资源配置和规划设计战略具有现实指导价值。     

仿生设计中的功能创新研究

目的 为提升生物知识在产品创新中的应用,扩展基于生物知识的产品创新策略,提升和优化仿生设计成果,研究仿生设计中功能创新的基本原理和实现途径。方法 分析功能创新的基本要素、实现原理及其特征分类,将其与仿生设计的应用特征进行结合,归纳仿生设计中功能创新的主要类型,提出面向功能创新的仿生设计原理,最后进一步总结仿生设计中功能创新实现的关键技术,并结合具体的设计案例分别从以设计问题和生物原型为起点来论述仿生设计中功能创新的实现途径。结论 以功能创新为目标,为仿生设计提供了更加明确的方向,同时明确了不同类型产品所适用的仿生设计手法,实现了功能创新与仿生设计过程的结合,提高了生物特征在产品创新设计中的利用效率,可在进一步提升仿生设计成果质量的同时有效缩短设计周期。     

基于功能本体的再创新设计策略研究

针对目前我国很多企业消化吸收新技术和二次创新能力明显不足的状况, 提出一种基于功能本体的再创新设计策略.利用功能本体知识库,对产品结构进行功能匹配与功能组合,实现从已有产品结构到其功能的映射;在全面理解和消化吸收其原始功能模型基础上,通过对核心功能的泛化与具体化来分析同义或反义功能语义表述,从而得到合适的替代功能来实现功能变更, 并通过对原始功能的改进与替换来产生新的功能模型.在功能实现方法库中寻求新的功能实现方法,从而实现对产品的再创新设计.最后,用实例阐述了上述的再创新设计方法.     

产品模型和设计过程的演化和融合

从设计历史、设计方法和设计约束三方面分析了产品模型和设计过程的融合与演化。不同设计阶段之间的模型转化和信息继承是设计历史与过程演进的本质。不同的产品信息表示适合于不同的设计方法处理；不同的设计方法决定了不同的设计过程演变。并以油泵产品设计为例，辅证了上述三方面的理论分析。     

基于产品机会空穴模型的新产品创新设计方法研究

目的将固体物理学中的空穴概念引入到新产品创新设计领域,建立产品机会空穴模型,构建基于产品机会空穴模型的新产品创新设计方法。方法以互联网海量信息快速交融和衍生为前提,以新产品信息语义差分法进行信息样本筛选,用互联网查新法捕捉产品机会空穴,构建社会趋势、经济动力、科学技术的拟合模型。结果以发明专利创新设计为例进行验证,证明基于产品机会空穴模型的新产品创新设计方法的有效性。结论该方法会给论证新产品创新设计研究课题的选择是否正确、是否有价值带来方便,可有效提高产品创新设计的命中率,对产品创新设计具有一定的指导意义。     

基于用户驱动创新的文创产品设计

在信息技术快速发展、市场需求多元化的背景下,用户驱动创新已成为应对市场变化、提高竞争力的有效方法,并为文创产品可持续发展提供了新思路。文章基于对用户驱动创新的比较研究,分析文创产品的需求集中于差异化、情感化、数字化,并提出丰富设计内容、打破传统样式、融入数字设计的设计策略。指出文创产品设计的蓬勃发展应以用户为中心,优化用户体验及增加文创产品的创新力,从而真正做到文创产品服务于用户。挖掘用户需求、激发用户创新力,同时也为文创产品的发展添砖加瓦。     

面向成熟期产品突破性创新设计模糊前端阶段过程研究

 为解决机械产品突破性创新设计概念产生的问题,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．基于耗散结构理论分析了产品突破性创新的时机;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;基于技术进化理论对实现产品主功能的技术子系统进行技术预测,分析突破性创新的技术机会,并应用计算机辅助创新软件工具产生突破性创新设想;综合上述分析建立了面向成熟期产品突破性创新设计模糊前端阶段过程模型．应用该过程模型对快速切断阀进行创新设计,验证了所提方法的有效性．     

技术与商业驱动的群智创新设计

目的 结合人工智能时代下社会面临的新问题及现代设计的新使命,提出了技术与商业驱动的群智创新设计思维。方法 以设计全球化、新一代人工智能及数字化生存现状为时代背景,阐述了群智创新设计在新时代下的创新本质,并从技术和商业的多元视角阐述了群智创新设计的多元内涵。结果 构建了以设计为牵引,技术与商业驱动的群智创新设计模型,并结合具体案例阐述了群智创新设计的优势。结论 群智创新设计注重智能技术和群体智慧的结合,是一场复杂系统层面的螺旋式创新演化。以设计为牵引、技术为支撑、商业为激励的群智创新设计方法借用现代网络平台优势及大数据、人工智能、区块链等信息技术赋能,利用群体智慧的协同作用,聚集社会中更多、更好的知识源,以助力创新创造,为社会创造共赢价值。     

潜在需求驱动的产品创新设计方法

目的建立需求分析模型,应用需求分析方法获取用户潜在需求,为产品创新设计提供理论依据。方法通过筛选、归纳和衍化、最终需求集的确定等过程确定用户潜在需求,指导产品创新设计。结论应用此套理论体系可以准确获取用户潜在需求,辅助产品设计。基于需求分析的产品创新设计模型可有效获取用户潜在需求,将用户需求转化为创新源动力,实现产品性能的提升,进而提升市场竞争力以满足市场需求。     

利用产品模型与过程模型的集成进行产品开发

建立过程链和过程网络系统在工业界变得越来越重要。计算机的始终支持，尤其在产品形成的范围内，具有特别的意义。建立过程链需要按一定方法进行的计划，或者说是以产品模型和过程模型的集成为基础的方法。     

基于功能相似矩阵的专利产品创新设计研究

目的研究专利文本信息获取产品特征,针对现有的专利群产品之间的相似性,建立一种新的产品创新设计模型。方法建立结构到功能的模型并将功能分为产品功能,外界功能和辅助功能三类;分析产品的功能模型,构建了两个相关联的专利产品的功能相似矩阵,通过判断其功能间的相似度去选择合适的创新原则。本文提出通过采用功能相似变换或功能替代的创新原则,获得最终的产品新方案。结果将其运用到酒类包装盒的创新设计中,构建两个相关联的酒类包装盒的功能相似矩阵,通过判断各功能之间的相似度并选择相应的创新原则设计了一种新型的酒类包装盒。结论通过对酒类包装盒的创新设计有效的验证了本文方法的有效性。     

基于可拓学的产品功能创新模型

产品功能是概念设计的出发点,创新是概念设计的灵魂.在分析现有产品功能模型功率键图的基础上,借鉴其思想,以物元形式描述功能,引入量值属性,建立创新设计的物元模型.从功能组合角度定义了功能之间的关系,以功能重组为出发点为设计者提供创新思路.     

价值网络语境下企业设计价值创新路径研究

目的 在新的视角下,提出一种价值创新路径模型,对设计驱动型企业的价值实现方式进行有效补充。方法 通过文献研究,论述了企业关系由价值链到价值网转变的历史趋势;通过比较研究,对价值实现过程中主客体之间的4种关系进行了类比分析,提出了不同主客体关系状态下设计实践的具体表现方式。结果 在价值网络语境下,以价值论为理论依据,从主客体之间的关系入手,构建设计价值创新路径模型。结论 通过分析证明:“主客体统一状态”是企业价值创造的理想状态;主客体关系一直处于动态的变化过程中;客体对主体的“意义”也一直处于动态变化中。在这种动态变化的关系网络中,设计驱动方式已经成为企业创新的重要模式,企业如何捕获并诠释“意义”,成为价值实现的关键所在。     

价值工程在产品创新设计中的应用研究

以价值工程理论为启发,分析了价值工程理论与产品创新设计的关系,并从价值工程理论增加产品功能和降低产品成本2个方面分析了产品创新设计的方法,提出一些思路,在这基础上,以儿童MP3为例,分别从价值工程理论的2个方面分析了传统大众产品再创新的思路和方法,可以推广到其他产品的创新设计中,以对产品创新设计的发展提供一些启发。     

面向产品创新知识集成的模型及机制

构建了知识过程与产品创新过程相融合的知识集成模型,具体从知识活动、知识内容和知识主体的角度分析了知识集成的MSSI、SCEI和ITOI模型,分析了该模型的特点;讨论了产品创新知识集成机制.     

产品设计中技术创新的思维过程模型研究

利用发明问题解决算法 (ARIZ)分析了产品设计中技术创新的过程 ,并应用于单手把混合器的作用原理设计 ,据此建立了产品设计中技术创新思维过程模型。     

基于功能变更的专利产品创新再设计

目的从突破现有优秀专利壁垒的角度出发,将功能变更方法应用于专利产品的创新再设计。方法确定专利总功能和技术特征,建立功能结构模型,泛化核心功能并分析功能语义的同义或反义表述,选用合适的功能表达来替换,并构建新的功能结构模型。结果最终通过对功能新表述寻找新的实现方法,得到专利产品的创新再设计的物理模型。结论实现对专利产品的创新再设计,形成自己有特色有价值的专利。同时以一种酒类包装盒为实例验证上述创新再设计方法的有效性。