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。     

发明问题解决理论:TRIZ--TRIZ过程、工具及发展趋势

介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具.提出建立物质-场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势.     

从过程序列、过程链到过程流

研究了产品开发设计过程集成的两项关键技术,即建立面向产品全生命周期的虚拟产品模型,以及项目模型、工作流模型和产品模型的集成问题,提出了虚拟产品模型的结构,以及项目模型、工作流模型和产品 集成框架。在此基础上,可以进一步开发出实现上述功能的软件系统。     

数字孪生与TRIZ集成迭代参数演化创新设计过程模型

为体现复杂机电系统动态参数的演化,将数字孪生引入复杂机电系统创新设计过程中,利用数字技术对物理实体对象的特征、行为、形成过程和性能等进行描述建模;将设计参数以及应用TRIZ失效预测工具得到的系统失效参数引入数字孪生模型进行参数演化,发现系统在设计及制造过程中存在的潜在问题。将TRIZ与数字孪生技术结合应用于概念设计阶段,提取设计过程中的设计参数和失效参数并将参数的演化应用于数字孪生技术中,服务于复杂机电系统的全生命周期。结合密集柜式智能立体停车装置的设计实例,验证了所提方法的科学性。     

发明问题解决理论：TRIZ——TRIA过程、工具及发展趋势

介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质－场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具。提出建立物质－场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZ与QFD、稳健设计等集成是其发展趋势。     

基于TRIZ的产品设计集成创新方法研究综述

发明问题的解决理论(TRIZ)的优点是能够为设计过程中遇到的冲突提供原理解,但其理论结构松散复杂,没有具体的产品开发设计流程.将TRIZ与其他创新理论相结合,建立产品设计的集成创新模型,使产品设计过程规律化、系统化与模型化具有重要的现实意义和理论研究价值.全面阐述与分析了TRIZ理论与公理化设计(AD)、质量功能展开(QFD)、约束理论(TOC)等主流设计理论及方法集成的研究现状,并展望了TRIZ与其他理论结合的发展趋势.     

复杂机电系统总体设计方法研究与应用

复杂机电系统具有设计需求多样、结构复杂和信息冗余等特点,为提高系统的整体设计质量和效率,提出一种集成质量功能展开、公理化设计理论和Petri网的复杂机电系统总体设计方法。基于用户需求向系统功能设计、物理结构和工艺方案间的设计信息转换关系,将多种创新设计方法有效集成,建立包括设计需求分析、功能与结构映射和工艺路线布局的规范化复杂机电系统总体设计过程。通过智能除尘装袋系统的总体设计过程,验证了该方法的有效性和实用性。     

基于元动作链理论的数控机床故障分析

利用所提出的元动作链方法建立宏观系统可靠度变化与微观元动作运行失效原因之间的联系,对数控机床运行过程中的运行故障进行了分析。以蜗轮齿面磨损失效为例,分析了微观失效原因与故障发生概率的联系,并综合所得到的故障底事件发生概率曲线,融合成系统可靠性曲线,从而实现系统结构信息、系统运行信息、微观失效原因信息、宏观可靠性模型的高度集成。算例表明,所提出的元动作链模型能够对机床的状态变换进行准确描述,有助于精确分析机电系统所有的故障模式,消除了传统可靠性建模过程中的不确定性。     

现代复杂工业制造系统的若干设计理论问题

服务于当代工业制造的复杂机电系统,是通过多种前沿技术的集成,将高度强化的多　物理过程融合于产品的制造过程,实现过程功能的多维强化与精良调控。同时系统出现某些　奇异现象,对设计理论提出新的挑战。讨论此类复杂机电系统的一些设计概念。     

[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。     

Function and principle innovative design of mechanical products based on TRIZ/FA

Function and principle innovation is the ultimate innovation of a product. To achieve Function and principle innovation design of mechanical products, a new process model of function and principle solving is proposed, based on TRIZ and FA. In this model, abstraction of general function, confirmation of principle solution to general function, and functional decomposition were included in FA. Confirmation of principle solution to general function was the premise of functional decomposition. To provide a dependable pattern for functional decomposition, a new functional analysis method was put forward based on the generalized process function along with the introduction of the input constraint function; and its five-decomposition-steps were also presented. To provide powerful support for innovation design tools in principle solution, some TRIZ tools in the model were imbedded, such as Su-field Analysis, Scientific Effects, and Contradiction Solving Principles so as to boost up the innovation of principle solution. As a case study, an innovative design of paint-bottling machine has been achieved with application of the proposed model. __________ Translated from Computer Integrated Manufacturing Systems, 2006, 12(2) (in Chinese)     

TRIZ与六西格玛设计集成创新及问题定义阶段融合应用研究

针对目前TRIZ和六西格玛设计（DFSS）融合研究多停留在用TRIZ解决DFSS过程中存在的冲突,以及工程问题求解过程中关键问题无法识别的问题,急需将TRIZ与DFSS深入融合以解决工程实际问题。论证了TRIZ与DFSS融合的必要性和可行性;选取了DFSS的DMADV流程进行TRIZ工具的集成,构建了融合框架并阐述了其中核心关键技术;问题定义阶段是TRIZ和DFSS的重点融合阶段,提出了融合路线和实施步骤,并用柴油车辆供油系统设计实例加以验证。研究形成了一套完整可实施的TRIZ与DFSS融合创新方法,可为企业解决实际工程问题,为实现多方法融合创新应用提供新路径。     

产品创新集成模型建立及其评价实现

分析并描述了一种基于发明问题解决理论（TRIZ）和约束理论（TOC）的产品创新集成及评价过程模型;利用TRIZ工具对紫外光油烟机进行了专利分析及技术成熟度预测．同时,结合TRIZ冲突问题解决矩阵、产品功能结构建模、约束理论的当前实现树及冲突问题逻辑图表等方法,对紫外光油烟机进行了产品创新过程研究．依据所建立的产品形态学矩阵,并集成一种层次分析法与加权计分法的评价策略来评价所建立的模型,最终确定出最优的产品设计方案．     

复杂机电系统耦合与解耦设计--现代机电系统设计理论的探讨

针对现代大型复杂机电系统的性能与运行状态多物理过程和多参数全局耦合结果的实,提出了对复杂机电系统进行全局耦合分析及合并行设计的基本思想,探讨了全局耦合分析与设计的基本理论框架,以其研究复杂机电系统功能,奇异工况的生成机制,实现,复杂机电系统的全局耦合最优设计。     

可靠性度量中的不确定信息处理

在可靠性度量中,除常见的随机不确定信息,还普遍存在着模糊不确定信息,因此在传统可靠性分析的基础上,基于模糊理论提出一种综合处理随机不确定信息与模糊不确定信息的可靠度计算方法,获得能同时处理概率密度函数与隶属函数的可靠度计算模型;并且在改进型证据理论的基础上对不同来源的可靠性信息进行融合处理,提出两种信息融合方式。研究结果表明,在随机性与模糊性并存的情况下,此可靠性度量模型能够较好地处理随机信息与模糊信息,所得结果有很高的准确性,并且能够动态地反映可靠度的计算机理;信息融合方法能够较好地处理不同来源的可靠性信息,对多源信息情况下的可靠度计算提供一种处理方法。     

Knowledge-based configuration design of a train bogie

The configuration design of a mechanical product can be performed efficiently when it is based on a functional model. There are some function-based design methodologies that decompose functions from the abstract level to the concrete level by matching the functions to physical parts. However, executing innovative design is difficult when the function is matched only to pre-defined parts. This paper describes the configuration design process of a train bogie with a design expert system that uses function taxonomy and TRIZ. The design expert system can propose a functional model of a new part that is not on the existing parts list of train bogies. Levels of design knowledge which describe the operations of the mechanical product at different levels of abstraction are introduced. This is the theoretical basis for using TRIZ with the function taxonomy for configuration design. The design expert system is adequate for controlling the design knowledge, which is expressed as knowledge of parts, functional modeling, mapping rules between functions and parts, and TRIZ. The functional model of a new brake system in the bogie is introduced with the design expert system.     

基于创新设计理论/功能分析的机械产品功能原理创新设计

为了实现机械产品功能原理的创新,提出了一种将创新设计理论与功能分析方法相结合的功能原理求解过程模型。在该模型中,功能分析主要包括总功能抽象、总功能原理解的确定以及功能分解等。总功能原理解的确定是功能正确分解的前提。为了给功能分解提供可以遵循的模式,提出了基于工艺功能分析的方法,引入了输入约束功能的概念,并给出了功能分解的5个详细步骤。为了给原理求解提供有力的工具支持,将创新设计理论中的物场分析、效应知识库以及冲突解决原理等嵌入到了总功能和分功能原理求解过程中,使得创新设计理论的优势在模型中得以有效发挥。应用这一模型,实现了颜料灌装机的创新设计。     

产品基因和TRIZ理论在弹簧进化中的应用

简要介绍产品基因理论和TRIZ理论。在研究机械振动中的单自由度振动的基础上,给出了弹簧产品基因模型,并且利用TRIZ理论简要分析了两种弹簧产品的进化过程。得出了两种理论的结合在产品变异设计中具有很大的实用性。     

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。