物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型研究

随着用户需求迅速提高,系统非线性、强耦合性、时变特性和开放性等复杂系统特征趋于明显,针对复杂系统特征的产品再设计过程成为研究热点。文中将设计过程复杂性理论与TRIZ中物质-场集成,应用设计过程复杂性进行产品再设计过程复杂性分析,并采用物质-场分析及标准解解决再设计过程中的问题,形成物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型。首先运用设计过程复杂性理论中复杂性的定义对再设计产品进行分析,确定复杂性问题及类型;其次根据复杂性与TRIZ中物质-场模型的表征关系,确定设计过程复杂性的物质-场表征模型;最后,采用标准解减小系统复杂性,实现产品再设计,并应用工程实例加以验证。     

设计过程复杂性视角下复杂系统研究综述

设计过程复杂性理论(Design-Centric Complexity,DCC)从功能的角度出发研究系统的复杂性,并以产品实现的概率为系统复杂性的表征。在科技迅猛发展的背景下,复杂系统非线性、强耦合性、时变性和开放性等特征日益凸显,复杂系统相关研究成为国内外研究热点。从设计过程复杂性视角,以复杂系统4大特征为入手点,对复杂系统相关研究进行综述,研究设计过程复杂性理论与人工自愈理论在内的复杂系统相关研究之间的关系。最后,讨论设计过程复杂性和人工自愈等复杂系统研究应用领域和应用前景。     

基于公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型

公理化设计和TRIZ是2种重要的设计方法。首先对公理化设计和TRIZ进行了阐述,然后在分析二者的优缺点和互补性的基础上,建立了公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型,最后用实例详细说明了利用集成模型进行产品创新设计的过程。     

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。     

TRIZ辅助功能周期确立方法

在系统中建立功能周期是减小系统时间相关复杂性的重要方法,然而,复杂性理论中并没有指出如何确立功能周期。引入TRIZ工具,分析建立功能周期的过程,提出一类确立系统功能周期的方法,其中包括四个路径:物质—场分析与76个标准解辅助确立功能周期,冲突解决原理辅助确立功能周期,效应辅助确立功能周期和技术进化辅助确立功能周期。用工程实例"液体超声波系统"加以验证。     

面向CAI的设计过程复杂性理论冲突确定原理

确定系统中的冲突是产品创新的基础,研究了面向计算机辅助创新设计过程复杂性理论冲突确定原理,介绍了设计过程复杂性理论中对复杂性的定义以及复杂性的类型;根据相应的定义提出了设计过程复杂性统一表示方法,并应用该方法进行设计过程复杂性类型判定;将设计过程复杂性的统一表示方法进一步细化,并与问题、矛盾和冲突等概念相对应,形成设计过程复杂性冲突确定原理;应用工程实例验证了设计过程复杂性的冲突确定原理.     

已有产品功能创新设计过程模型及应用*

针对已有产品功能创新设计过程不能及时、动态地反应用户需求的问题,应用需求进化定律将不同的用户需求进行预测并规划明确产品的需求目标。通过建立需求目标与功能进化的相互关系,针对不同的需求目标选取对应的功能进化改进定律对已有产品从功能层面进行系统设计。功能改进后满足的需求又可以重新作为产品的调查需求,发现用户的新需求或已有需求的发展,进而再次驱动功能创新设计来满足用户需求,实现功能进化随需求的进化而进化,从而为功能创新设计提供一种新方法。在此基础上提出了已有产品的功能创新过程模型,并以TTSJ900架桥机创新设计为例验证了该模型的合理性。     

设计与过程集成模型的研究

提出和研究了一种基于大批量定制生产原理的复杂产品的设计与过程的集成模型。通过设计与过程的集成模型说明了大批量定制生产的原理和方法，如产品设计和制造的并行，推迟定制点，扩展的相似性原理，粗结构表和粗生产计划等。深入地研究了设计与过程的集成模型的定义，表达形式和特点，最后对实际企业的案例进行了分析，表明该模型能有助于缩短产品生产周期和降低产品成本。     

基于TRIZ及功能类比的产品概念设计创新*

介绍了类比源设计与功能类比作用原理,从两者作用原理及发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的相关性描述得到启发,提出基于TRIZ的类比源设计求解过程模型。首先,借助于所建立的产品功能结构模型,找出用户需求与产品各功能之间的关联性。其次,将用户需求权重值赋予相关的产品各分功能,从而得到产品功能相似度矩阵,再利用Matlab工具对该矩阵进行标准化,这有利于类比源设计与待设计问题之间相关性的定量化表示。最后,构建出一种基于TRIZ及功能类比的概念设计过程模型。以紫外光油烟净化机为例,对其功能类比源设计的功能相似度进行分析,并利用有效价值分析法对所获得的功能原理解方案进行评价,验证了所构建模型的正确性。     

基于系统分解的多学科集成设计过程与工具

根据多学科设计问题存在系统分析复杂的特点,提出了一种基于系统分解的多学科集成设计过程。针对该设计过程,从支持独立的学科分析工具着手,给出层次式多学科集成管理模型,并开发了多学科集成设计工具。在该工具中,依据所提出的多学科集成设计过程,对包含4个学科的运载火箭设计问题进行集成和优化,并与两种典型的多学科集成设计过程——多学科可行方法和协同优化方法相比较。结果表明,该集成设计过程具有更好的计算性能。     

基于TRIZ的创新设计推理辩证模型

论证了TRIZ在新发明中的应用，同时也论述了TRIZ如何通过推理方法来建立创新推动力。在解决几乎任何的创新问题时，综合应用TRIZ的各种工具可以快速产生可行性的解决方案。以快速行驶的车辆与路灯杆之间的碰撞问题为例，提出基于TRIZ的创新设计推理辩证模型，并验证利用该模型进行创新设计是非常容易的。     

基于TRIZ的机械产品突破性创新设想产生过程研究

为解决机械产品突破性创新设想产生的问题,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。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TRIZ全局理想化,对实现产品主功能的技术子系统进行了功能裁剪及可用资源分析,进而利用技术进化理论对实现产品主功能的技术子系统进行了技术预测,并应用计算机辅助创新软件（CAI）工具建立了机械产品突破性创新设想产生过程模型。中药滴丸机创新设想的产生验证了该方法的有效性。     

TRIZ辅助多层次裁剪方法集构建

裁剪方法利用系统内部及超系统资源解决问题,这一特点促使了产品结构简化和成本降低。现有裁剪方法是规则导引下设计者的主观分析过程,这在某种程度上限制了裁剪操作简化和方案解获取。以裁剪本质和实现方式为约束条件,以TRIZ中基于知识的发明问题解决原理和规律为知识源,确定了基于知识的裁剪方法,对裁剪过程中系统有用功能分配形成客观知识原理启发。将其与现有裁剪方法有效结合,形成主观分析与客观原理启发优势互补的多层次、多角度裁剪方法集。并在此基础上提出基于裁剪方法集的裁剪创新设计过程模型。900 t双导梁式架桥机创新设计实例对其有效性进行了验证。     

用TRIZ理论提升机电类高职学生的创新能力

为了实现机电工业类高等职业教育的目标,培养有创新能力的高技能应用型人才,在分析TRIZ理论体系的基础上,提出了应用TRIZ理论提升学生创新能力的方法。     

基于功能表面的概念设计产品模型研究

为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题，引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上，构建了一种机械产品概念设计产品模型（功能-功能表面-结构），实现了功能到结构的稳定映射关系。该模型可用于开发计算机辅助设计工具来支持机械产品概念设计过程，实例验证了该产品模型的有效性。     

[数据驱动的产品设计]基于功能模型和层次分析法的智能产品服务系统概念方案构建

为研究智能产品服务系统概念方案的构建,解决系统的复杂特性和功能耦合特性,提出应用发明问题解决理论（TRIZ）功能模型和层次分析法(AHP)两种工具,在概念设计阶段利用TRIZ功能模型定性地对其进行分析建模,并借助层次分析法对不同服务供应商所提供的服务功能模块进行定量的决策分析,通过择优集成相关功能模块,形成智能产品服务系统概念方案的构建方法。最后以3家服务供应商的服务功能模块构建为例,验证该方法的有效性。     

一种基于理想度与粗糙数多属性决策的复杂非线性系统设计方法

针对产品概念设计阶段设计特性及需求的模糊不确定性,提出了一种基于理想度与粗糙数多属性决策的复杂非线性系统设计方法。确定目标技术系统集合与超系统集合,对子系统进行理想化水平求解;构建系统功能结构模型和产品设计特性层次结构图,并基于粗糙数求解权重因子;计算得出设计需求相对评价结果,确定目标子系统复杂性;借助发明问题解决理论消除系统复杂性。下肢外骨骼工程实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型

公理化设计和TRIZ是2种重要的设计方法.首先对公理化设计和TRIZ进行了阐述,然后在分析二者的优缺点和互补性的基础上,建立了公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型,最后用实例详细说明了利用集成模型进行产品创新设计的过程.     

基于功能表面分解重构的产品信息模型

针对设计自动化领域中一些问题 (概念设计、功构映射 ) ,提出了基于功能表面分解重构的产品设计过程的观点 ,并相关地构建了支持该观点的产品信息模型 ,以期求得对现行 CAD系统的本质突破 ,真正达到对概念设计过程自动化的支持