需求进化和技术进化集成的产品用户需求获取研究

需求设计是产品设计的起点,决定产品创新设计的目标。全面、准确地获取并分析用户需求信息,开发出满足用户需求的产品,是企业进行产品创新设计与开发成功的关键。通过分析需求的层次性和进化性本质,将需求进化定律与发明问题解决理论(TRIZ)中的技术进化理论相融合,从宏观、微观两个层次上定性把握产品的用户需求进化方向,进而提出了用户需求获取的原理过程。然后综合运用TRIZ工具,建立了需求进化和技术进化集成的未来产品开发和现有产品改进设计的用户需求获取过程模型。以带式输送机断带保护装置为例验证了模型的有效性。     

基于本体映射面向模糊客户需求的产品配置研究

现有面向客户需求的产品配置方法很难支持客户需求模糊时的配置,为此提出了一种面向模糊客户需求的产品配置方法。首先,在描述模糊客户需求特征参数与产品族实例特征参数的基础上,建立了客户需求域的模糊客户需求本体和配置实例域的产品族实例本体。然后,基于本体映射方法,通过本体中概念之间相似度的计算,完成了客户需求特征参数与实例特征参数之间的多级匹配,以实现基于模糊客户需求的产品配置。最后,以某摩托车产品族为例说明了该方法的有效性。     

基于FBS模型和基元理论的货物牵引车设计研究

为解决机场货物牵引车人工装卸效率和卫生防护问题，基于功能-行为-结构(Function-Behaviour-Structure, FBS)模型和基元理论，通过对概念产品功能的层次形式化综合，提出以功能创新为导向的机械化产品设计映射方法。采用层次分析法获取关键需求要素并转化为关键需要；对得到的关键需要和现有功能性行为、非功能性行为进行事元建模，经可拓变换后得到机械化产品的基本功能、辅助功能和附加功能；以FBS模型为设计框架，完成货物牵引车从功能—行为—结构的映射，确定产品各结构模块，从而得到货物牵引车的最终设计方案。结果表明：基于FBS模型和基元理论重新设计的机械化货物牵引车，减少了人为参与，机械化结构模块提升了装卸效率，为相关产品机械化设计提供设计理论基础。     

基于TRIZ理论的垃圾清运车模块化设计研究

目的:在垃圾分类投放的情况下,为提升垃圾清运车的运输效率和处理垃圾的能力,满足垃圾分类回收的运输需求。方法:在原有垃圾清运车的基础上,通过对产品实际需求分析和实际使用情况调查,根据实际使用需求进行功能模块划分,划分为装载模块、粉碎模块和压缩模块三个主要功能模块;发现产品设计过程中的问题并分析和定义问题,转化为解决问题的标准模式,根据矛盾的本质运用TRIZ相关理论,对矛盾冲突逐一解决。结果:结合TRIZ和模块化设计理论找出一种适合垃圾清运车设计的产品创新设计方法,提高了垃圾清运过程中的自动化水平,满足了垃圾清运的多样化运输需求,有利于垃圾回收的资源化利用。结论:构建了基于TRIZ的产品模块化创新设计流程模型,提高了设计水准,并为模块化设计中解决问题提供了创新思路。     

产品寿命周期质量特性重要度识别模型

针对产品质量特性(Quality Characteristics,QCs)重要度人工识别困难的情况,提出了基于人工神经网络(ANNs)技术的产品寿命周期QCs重要度识别模型.首先提取QCs特征参数并对其归一化,建立QCs特征参数向量,其次利用ANNs技术确定QCs特征参数重要度,建立QCs特征参数重要度向量,然后再次利用ANNs并以QCs特征参数重要度向量为模型的输入,建立QCs重要度识别模型,最后给出产品寿命周期QCs重要度识别框图,指导产品寿命周期QCs重要度的识别.仿真实例验证了所提理论与方法的正确性和有效性.     

基于案例功能知识的产品创新设计方法

为设计出符合用户需求的产品,提高设计的效率并缩短开发周期,提出一种应用案例知识进行产品创新设计的方法。以产品创新设计的特征为基础,沿用案例推理(CBR)理论中用案例知识解决新问题的思路,结合功能分解和功能本体理论建立了以功能为导向的案例知识表达方法,依据用户需求对案例进行功能的相似性检索和匹配获取相似度高的案例,再通过对案例功能组合、变异与修改,完成产品概念设计和后续的详细设计。依据客户需求目标,应用自行车案例知识为基础,对移动售卖车进行了方案设计,验证了方法的可行性和实用性。     

基于多维关联函数的产品低碳设计实例动态分类方法

针对产品需求动态性引起的产品低碳设计实例分类中存在的跳跃性问题,如何挖掘出实例归类的分类变换规则是研究的难点,为此提出一种基于多维关联函数的产品低碳设计实例分类方法。分析了产品全生命周期的关联特性,建立了产品碳足迹和资源消耗成本的集成量化方法,构建了产品低碳设计实例库;基于相似度和频度计算,对产品低碳设计实例库进行了约减,形成了分类实例库,在此基础上构建基于多维关联函数的相似度计算方法,实现其静态分类;建立了变需求下对应的可拓关联函数,获取需求变换对产品低碳设计实例分类的动态影响关系。以LG系列螺杆机(LG-6.7/10)低碳设计为例,基于Solidworks平台、VC++、Access数据库等软件平台,验证了所提产品低碳设计实例动态分类方法的可行性。     

基于离群点检测的关键顾客需求识别EI北大核心

对关键顾客需求进行分析和研究是获取产品(再)设计信息的有效途径。在考虑顾客需求重要度动态性的背景下,提出一种基于离群点检测的关键顾客需求识别方法。首先,基于邻域粗糙集理论确定顾客需求项的邻域关系;根据顾客需求项邻域关系所包含的知识确定顾客需求项之间的相似程度进而构建邻域信息网络。然后,结合马尔科夫随机游走策略构建关键顾客需求评估指标,并根据稳态向量识别关键顾客需求。最后,以某汽车产品的关键顾客需求识别为例,通过对比分析验证了方法的可行性和有效性。     

基于可拓逻辑的产品族可配置规划研究

为更好地处理产品族可配置规划大量带有矛盾前提的知识,通过顾客需求获取、可拓变换和可拓聚类等方法来解决配置需求动态增加、配置阈值确定和冲突消解等三个问题,提出了基于可拓逻辑的产品族可配置规划模型.首先通过共轭分析法得到需求基元,建立需求与产品族结构特征之间的映射关系,利用町拓规则推理,从定性角度得到能够满足顾客需求的一系列产品.然后在需求基元图中,应用变换矩阵对需求基元加以变换,由顾客根据变换结果再次输出需求基元,与最初需求基元计算相容度,利用改进的遗传算法动态取得配置阈值来判断变换的可行性.最后,利用可拓聚类和聚类图理论实现产品族内部的稳定模块和可变模块的划分.该方法已应用于冰箱原型系统设计.     

基于复杂网络的知识驱动产品创新设计

为了在概念设计阶段有效组织并利用设计知识驱动产品创新设计过程,提高设计者产生创新方案的效率,提出一种基于复杂网络的设计知识网络构建及分析方法。根据设计知识在创新求解过程中的应用特点以及功能、行为、结构三层知识的多对多映射关系,建立了设计知识复杂网络模型,在此基础上计算和分析网络关键特征参数、挖掘网络拓扑结构特点、评价知识节点的重要度,最后根据知识间的关联关系划分知识组元,为设计者提供一个扩大且有序的方案论域范围,由此驱动对产品方案空间的多样性、适应性、原创性设计操作,以实现对产品概念设计过程的激励。以发动机的改进设计为例,阐述了发动机设计知识复杂网络对概念设计的驱动过程,验证了该方法的有效性。     

高等出版社学术著作介绍专栏

《机械创新设计理论与方法》简介 2l世纪,机械产品的国际竞争愈演愈烈,其核心问题在于机械产品的方案创新设计能力,它决定了产品的质量、性能、功效、性价比等关键指标。《机械创新设计理论与方法》重点阐述了机械产品的方案创新设计理论与方法。全书共设三篇十四章。第一篇为创新设计墓础,包括第一章创新思维和创新原理,第二章创新技法：     

高等教育出版社学术著作介绍

《机械创新设计理论与方法》简介21世纪,机械产品的国际竞争愈演愈烈,其核心问题在于机械产品的方案创新设计能力,它决定了产品的质量、性能、功效、性价比等关键指标。《机械创新设计理论与方法》重点阐述了机械产品的方案创新设计理论与方法。全书共设三篇十四     

基于美学特征的参数化产品外形设计

随着个性化需求的发展,产品的工业美学设计愈加受到重视.产品的外形主要受一些关键形态要素,如尺寸、比率等影响.为此,文中运用形态控制参数表达产品的形态要素,给出一种基于形态要素的工业缝纫机参数化外形设计方法.通过对37种样本的美学形态要素进行分析,定义了描述工业缝纫机外形特征的12个形态要素,如机身长与机身高比率、中部主轴截面等形态要素.随后,建立了形态要素与工业缝纫机外形曲面的关键控制特征参数之间的映射关系,并运用这些特征参数构造了工业缝纫机的外形模型.修改特征参数,可以生成不同形态的工业缝纫机外形.     

结构与产品创新设计

产品创新设计是最广泛的创新活动。创新设计能够有效地满足客户对产品求新和多样化的需求,提高产品市场竞争力,增加企业利润。本文从产品造型中结构设计的角度,基于设计创新理论,着重对结构组合、结构变换、连接方式、结构仿生设计等方面进行阐述,分析了结构设计对产品的功能、形态及其使用方式的创新作用。充分显示了结构设计在产品创新设计中的重要性,为产品创新设计提供了一定的借鉴。     

考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成

为提升方案生成的准确性和客户满意度,针对传统的产品创新概念设计方案生成过程未充分考虑终端客户需求偏好的问题,提出考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成新方法。该方法运用Kano模型实现对产品创新设计各功能属性的需求偏好分类;将形态学分析的适用范围拓展到概念层,展开产品创新概念设计方案原理解的组合性分析;建立以客户需求偏好满足度、产品创新成本和产品创新度为目标的三目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该优化模型求解,得到一系列基于Pareto解集的最优产品创新概念设计方案。以电冰箱产品创新概念设计方案生成为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于特征参数度量的相似系统设计及其应用

论述了在系列化产品设计中 ,如何通过检索以前的设计资源 ,进行基于相似特征参数度量的相似系统设计 ,即 :在相似度较大的设计产品基础之上进行简单的修改即能满足所需的设计要求 ,最大限度地利用了原有的设计资源 ,支持了创新设计。     

产品创新设计的可拓推理设计方法

为解决产品设计中的模糊不确定性问题,将可拓创新方法引入设计过程中,提出基于可拓变换及推理的产品创新设计方法。在建立产品设计知识表示模型的基础上,通过基元的转化和推理解决设计问题,并研究了产品设计的可拓变换和推理的一般原则。将可拓设计过程模型和可拓推理机制应用于产品的功能设计和色彩设计中,分别得到对应于产品功能设计和色彩设计的可拓推理设计方法及流程。该方法完善了产品创新设计方法体系,可为产品设计提供创新解决方案。     

基于QFD／TRIZ的端子压接机创新设计

以客户需求信息为新产品开发的驱动力和根本依据,集成质量功能展开（QFD）与发明问题解决理论（TRIZ）在产品创新设计中的优势,提出了产品创新设计的过程模型,完成了从客户需求到功能实现的创新过程。通过端子压接机的创新设计过程验证了该方法的有效性和实用性。     

基于进化潜力分析的产品低碳创新设计

针对当前低碳产品创新设计难以在设计早期识别进化潜力空间的不足,提出一种应用潜力分析与发明问题解决理论的产品低碳创新设计方法。构建功能—结构—特征的碳排放递归解算模型,并对低碳设计特征表达进行了研究。分析低碳产品演化需求类型及表达方式,基于环境化质量功能配置和粗糙集进行需求映射,通过进化潜力值提取低碳进化设计特征,并将其与发明问题解决理论创新法则、进化路线及设计知识相关联,给出产品低碳设计的进化方向和策略,从而支持面向产品更新换代的低碳设计。通过洗碗机产品的设计案例验证了所提方法的可行性。     

基于QFD/TRIZ的端子压接机创新设计

以客户需求信息为新产品开发的驱动力和根本依据,集成质量功能展开(QFD)与发明问题解决理论(TRIZ)在产品创新设计中的优势,提出了产品创新设计的过程模型,完成了从客户需求到功能实现的创新过程.通过端子压接机的创新设计过程验证了该方法的有效性和实用性.