基于AD与TRIZ的产品创新设计研究

科学的设计方法是实现产品创新设计的关键.在分析比较AD(公式化设计)与TRIZ设计方法的基础上,提出了基于AD与TRIZ的产品创新设计模型.将TRIZ中的冲突解决理论运用于查找AD中的耦合源,通过重新定义功能参数、设计参数及设计矩阵,保证产品设计为非耦合设计或弱耦合设计.通过对打印机送纸机构的实例分析表明,运用该方法能快速得到创新的设计解.     

基于AD与TRIZ的智能柔性物流仓库创新设计

针对物流仓储领域中，货架单元格柔性差、包裹存取效率低、设备维护成本高等问题。基于公理设计（Axiomaticdesign,AD）与发明问题解决理论（Theoryofinnovationproblemsolving,TRIZ）提出一种集成设计模型来完成物流仓库的创新设计。首先，以公理设计流程为主线，运用因果链模型分析问题，并完成设计矩阵的构建。然后，以独立公理作为依据，判断设计矩阵是否耦合。若矩阵非耦合，则产生新方案，若矩阵耦合，则运用TRIZ工具集将矛盾冲突转化为TRIZ标准参数，以实现矩阵解耦的目的。最后，结合模糊综合评价法与信息公理，优选出新方案。经过虚拟仿真与实物制作，验证了AD与TRIZ的集成设计模型的可行性与合理性，为今后物流装备的设计与研发提供一种新思路。     

基于TRIZ与AD的海草夹苗机械手概念创新设计及可靠性研究

利用发明问题解决理论(Theory of innovation problem solving,TRIZ)与公理设计(Axiomatic design,AD)的集成技术,建立了基于两者的概念设计过程模型。首先,在约束条件下,运用TRIZ和AD来完成产品功能-结构的映射,构造并求解出其原始的设计矩阵;然后,基于公理化设计理论判断原始矩阵是否耦合,若不是耦合矩阵则产生创新方案,若是耦合矩阵,则利用TRIZ工具集将实际问题转化为TRIZ标准参数,以达到消除耦合的目的。为了验证海草夹苗机械手设计方案的可行性,利用ADAMS将优选的方案进行虚拟仿真。最后,利用加权线性响应面法,对夹苗机械手关键零部件进行可靠性分析,以求出相应的可靠度值,该值验证了设计结果的可靠性。     

基于公理设计的集成模型及其应用

提出了一种基于公理设计(axiomatic design,AD)理论与发明问题解决理论(theory of inventive problemsolving,TRIZ)的集成模型.公理设计的优势在于流程分解,TRIZ的优势在于冲突解决.通过集成获得无耦合或解耦设计的创新方案,再比较方案的信息量,优选最佳方案.废旧沥青混合料加热装置设计的应用实例说明,所提出的方法能有效指导工程机械产品的方案设计.     

河北工业大学

河北工业大学创新设计研究所是国内较早定位于产品创新设计领域的研究机构之一，在发明问题解决理论（TRIZ）、公理设计（AD）、质量功能布置（QFD）、普适设计方法学（P＆B）及设计理论集成，平台及家族产品设计、软件工程等研究方向都建树颇丰。研究所在TRIZ理论研究与应用方面处于国内领先地位，已出版以TRIZ为核心的创新设计理论专著两部，     

集成AD与TRIZ的消防头盔创新设计方法

为快速有效地解决防护类产品中如何保证功能独立性的问题,通过AD与TRIZ理论的集成,研究产品创新设计的方法。以AD框架型设计流程为主线,利用TRIZ分离原理、发明原理等工具来化解方案映射过程中所出现的矛盾冲突,并将TRIZ中的功能分析工具运用到解决耦合性问题的功能组件分析中,最后结合AD信息公理评价方法进行方案筛选,进而建立两者集成的产品创新设计模型。将该模型用于消防头盔方案设计中,验证了方法的可行性及合理性。     

公理设计在产品设计中的研究综述

设计理论与方法在产品设计开发中起着十分重要的作用,是产品创新设计的根本和基础。在众多设计理论与方法中,公理设计(Axiomatic Design,AD)是目前产品设计方法学中的一个研究热点。在AD基本概念描述的基础上,对两条设计公理的具体应用进行了归纳;总结了AD方法在需求分析、概念设计、设计决策和工艺设计各设计阶段的应用;综述了AD与QFD,TRIZ,DSM,模块化设计、创新设计、并行设计、优化设计、可靠性设计、稳健设计及多种设计理论与方法的集成研究,展开了细致深入的分析;最后陈述了AD的优势与劣势,展望了AD在未来产品设计领域中的发展趋势。     

基于TRIZ和AD的集成创新设计模型及其应用

结合TRIZ理论和AD理论的优势,建立了面向功能的新产品集成创新设计模型,以AD理论的产品设计流程为主线,由用户域映射得到产品的功能域,优先应用功能导向搜索查询、类比其他领域的产品工作原理、结构及效应,以TRIZ的最终理想解(IFR)及进化法则指导AD的功能分解,应用TRIZ工具进行解耦设计,并应用AD信息公理进行方案评价筛选。基于该模型进行了秸秆粉碎成型一体机的创新概念设计,验证了模型的可行性。     

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。     

集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计

目前在制造企业中,机加夹具方案设计多依赖于设计者的经验,对已有夹具实例的重用度不高,整个方案设计过程缺乏科学的理论框架作为指导。针对该问题,将公理设计(AD)理论和发明问题解决理论(TRIZ)相结合,提出了集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计方法。在构建机加夹具多级实例库的基础上,设计了机加夹具功能-结构分解与映射算法,将夹具方案生成过程转化为基于功能需求检索多级夹具实例的过程,从而可快速生成机加夹具初始方案,之后运用AD独立公理对初始方案进行耦合性分析,确定存在耦合的夹具功能;通过构建机加夹具方案设计属性与TRIZ冲突矩阵39个工程参数之间的关联表,将耦合夹具功能快速转化为TRIZ工程参数,并运用TRIZ冲突消解工具解决机加夹具方案中的功能耦合问题;提出了基于模糊信息公理的机加夹具方案评价方法,分别计算定性和定量的夹具评价指标的信息量,为夹具方案的优选提供科学的决策依据。最后以某航空发动机机匣铣削夹具的方案设计为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于TRIZ的机械产品创新设计模式研究

TRIZ是解决创新性问题的理论和方法。介绍了TRIZ的一些基本概念、主要工具和方法,运用TRIZ思想,构建了一种机械产品创新设计模式。     

融合QFD、TRIZ和田口方法的产品概念设计方法

QFD、TRIZ及田口方法都是在概念设计过程中使用的方法。QFD是从顾客需求出发寻找产品最佳设计的关键技术,TRIZ理论是解决创新问题的有效方法,田口方法是转化创新结果的利器。本文在比较和分析3种方法各自特点的基础上,讨论了三种方法在概念设计过程中的相互作用,提出了将三者集成为一个理想的概念设计方法,该方法将最大限度地发挥各自的优势,弥补不足,从而实现设计质量创新。     

应用TRIZ的主动再制造绿色创新设计研究

针对主动再制造设计过程中的创新问题,提出一种应用发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的主动再制造绿色创新设计方法。将TRIZ技术冲突解决原理和环境化质量功能配置方法相结合,建立再制造设计参数与TRIZ工程参数之间的映射关联,在再制造设计需求驱动下进行零部件再制造设计改进。分析存在的主动再制造设计冲突,建立主动再制造绿色创新设计知识关联与提取机制,给出TRIZ物理冲突解决原理与知识集成的主动再制造绿色设计冲突消解方法,并从再制造性能、生命周期能耗及成本三方面进行主动再制造绿色设计评价,同时开发相应的计算机辅助设计系统。通过设计方法与工具研发,以期提高主动再制造结构绿色设计改进的效率和成功率。最后通过变速箱输入轴系零部件的设计案例验证了该方法的可行性。     

TOC在TRIZ理论的冲突确定中的应用

介绍了TRIZ理论在产品创新设计中的应用，并指出确定冲突是有效应用TRIZ理论的前提，TRIZ理论本身对如何确定设计中的冲突未给出操作性强的方法。为了有效地解决此问题，将TOC方法应用到设计问题的冲突确定过程中，为产品设计中冲突的确定提供一个新的途径。最后以一工程实例说明此方法的实际应用。     

客户协同设计中基于QTF的产品创新方案生成研究

综合运用质量功能展开、TRIZ和模糊DEA方法构建了客户协同设计产品创新方案生成过程框架模型,并给出其具体步骤;然后对其中的关键环节分别提出基于Web服务本体描述语言并按照概念型、规则型和实例型进行统一转换的方法,基于TRIZ工具的产品创新瓶颈问题求解方法及基于模糊DEA的产品创新方案评估模型;最后,以某型号电冰箱的产品创新方案生成过程为例,验证了提出方法的可行性和有效性。     

基于TRIZ的计算机辅助机械产品创新设计

目前将TRIZ理论与计算机辅助创新相结合进行技术创新和产品创新已成为国内外的研究热点。应用TRIZ工具，如技术矛盾解决矩阵、ARIZ算法等，结合Tech Optimizer技术创新软件，设计人员能设计出具有创造性的方案，并提出如何选择评价创新方案设计。     

采用物质—场的功能分析法

概念设计是产品创新的关键设计阶段,进行产品的功能分析和原理解求解是该阶段的主要任务,功能定义及功能分解是功能分析的前提。介绍了TRIZ理论中用于功能分析的物质—场分析法。提出了采用物质—场的功能分析用于产品创新设计的方法,举例说明了该方法的应用。     

基于TRIZ理论的离合器机构的创新设计

以某自动线机械式离合器机构的创新设计为例,介绍了TRIZ理论解决产品创新问题的一般过程。说明了如何将实际问题抽象为工程技术参数、如何利用“原理”指导设计过程等应用问题,重点阐述了冲突矩阵在产品创新过程中的具体应用。     

TRIZ工具集用于驱动产品创新及生态设计方法研究

为提高创新设计的效率和改善产品的生态性能,提出一种面向产品创新及生态性改进的设计方法。该方法以发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的对标分析、功能导向搜索和特征传递等现代工具为基础,对产品进行创新设计,快速构建多个初步方案。根据TRIZ的48个工程参数,建立工程参数与生态设计效率参数的关联表,提出了利用该关联表和TRIZ冲突分析工具对初步方案进行生态性改进的措施。基于TRIZ理想度概念,提出综合运用功能性理想度和生态性理想度对系统方案进行评价的新方法,评估设计方案的理想度。根据这些方法,构建了流程化的产品创新及生态性改进设计过程模型。将该模型应用于设计示例,快速得到一系列初步方案及生态性改进方案,并方便有效地对不同方案进行定量评估,实现方案优选,从而验证了该设计方法提高创新效率及改善生态性能的明显效果。