Research on Function Evolution, Combination and Failure Mode for Product Function Innovation

功能创新是对功能结构进行优化、更新和重组的过程,是实现产品前端创新的一种有效途径.针对功能创新研究尚属于初步探索阶段的现状,研究功能创新关键使能技术(功能进化与预测技术、功能组合与配置技术、功能失效判定与消除技术),通过功能进化动力分析确定功能进化决定因素,利用专利知识挖掘抽取功能进化定律,基于功能进化定律进行产品功能进化预测,按照功能与功能关系分类进行功能组合,依据功能匹配设计进行功能结构优化,通过功能失效分析与消除过程保证功能结构的可靠性.将功能创新关键使能技术与功能设计过程融合建立功能创新过程模型,并通过CdTe薄膜太阳能电池沉积源创新设计案例验证所建立模型与方法的可行性.     

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。     

一类可持续性功能创新过程研究及软件开发

为确保资源的可持续利用和良好的生态环境,从前端预防的理念出发构建可持续性功能创新过程模型,包括可持续性设计需求的获取、功能组合与优化、功能失效判定与消除、功能求解、可持续性评价等.基于所建立的可持续性功能创新过程模型进行了软件系统开发,并探索性地应用于太阳能电池生产线关键装置的创新设计,以验证方法与软件的可行性.     

面向可持续性产品的功能创新过程研究

从前端预防的理念出发,将功能进化和扩展效应与可持续功能创新集成,研究支持可持续性功能创新的关键使能技术,形成支持可持续性问题前端解决的可持续性产品功能创新过程模型,并通过工程案例验证其可行性。     

模糊前端驱动的产品创新设计过程与应用

将模糊前端作为创新驱动力,应用发明问题解决理论中的冲突解决原理来分析产品性能与客户需求之间的差距,确定市场需求拉动的创新设想,通过结构创新对产品进行局部的改进,提高产品理想化程度和顾客满意度;应用需求进化定律与技术进化定律确定未来产品的需求及其对应技术进化的创新设想,通过原理创新对产品相关技术进行更新换代,提高产品应对市场未来变化的能力;以产品结构创新与原理创新为基础,结合计算机辅助创新知识库建立有创新设想产生到概念设计方案相融合的模糊前端驱动下的产品创新过程模型,提高设计人员自主创新的能力和创新成功率.以该创新模型为理论指导,进行带式输送机的创新设计,开发出新型磁垫式带式输送机技术方案.     

需求进化与功能进化集成的创新设想产生研究

为解决面向产品创新模糊前端的设想产生问题,针对产品进化与生物体进化具有相似性的特点,论述了需求进化系统和生物功能进化系统的组成,并将生物体功能进化系统用于描述产品功能进化的过程。建立了需求进化系统与生物体功能进化系统之间的界面,在两种系统集成的基础上,建立了面向模糊前端的未来需求拉动功能进化的产品创新设想产生过程模型。通过中药擦丸机创新设想的产生表明了该过程模型的可行性。     

失效预测在产品直接进化理论中的应用

由于产品直接进化理论中不能有效分析未来产品技术状态,故将预期失效分析应用于直接进化理论,提出了应用预期失效分析消除产品技术状态潜在失效的方法。通过直接进化理论选择产品进化路线、预期失效分析预测失效及消除失效三个步骤,得到未来产品技术状态期望的解。分析了在制冷系统进化过程中应用预期失效分析进行失效预测分析的一个实例。     

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。     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

基于功能裁剪的产品平台进化设计

随着技术发展和用户需求的不断变化,一成不变的产品平台会成为新产品开发的阻碍,需要适时做出调整,甚至重新设计。按照产品平台组成模块演化的原理,平台进化主要表现为平台模块的添加、去除、替换。实施产品平台进化设计需要确定哪些模块需要发生哪些变化,这与TRIZ中应用功能裁剪进行产品改进设计时需要处理的问题是一致的,基于此提出基于功能裁剪的产品平台进化设计方法。通过构建模块化产品平台的功能模型并结合价值-通用度分析确定裁剪模块;利用功能资源分析对原有裁剪规则进行了完善和补充,提出面向产品平台进化的裁剪规则;建立了基于功能裁剪的产品平台进化过程模型。     

质量功能配置研究现状及进展——兼谈对我国 QFD 研究与应用的看法

质量功能配置（ＱＦＤ）是近来兴起的将顾客需求展开到产品开发过程的一种系统化方法。本文在介绍ＱＦＤ的发展历史基础上,综述了国内外ＱＦＤ研究现状及进展,并对我国ＱＦＤ的研究与应用进行了讨论。作者认为,ＱＦＤ是提高我国企业新产品开发能力进而提高企业市场竞争能力的重要手段,智能的支持并行工程的ＱＦＤ系统及实现ＱＦＤ与其它设计技术的集成是ＱＦＤ研究的主要方向。     

MM440变频器BiCo功能及自由功能块应用探讨

通过实例探讨了MM440变频器BiCo技术及自由功能块的应用,通过BiCo功能实现变频器I/O的互联,对输入与输出功能进行了组合,结合内部自由功能块,使变频器控制更为灵活,与传统的控制方式相比,控制电路更简单,系统更优化。     

基于近似似然的频响函数不确定性模型修正

针对流程工业复杂机电系统状态不断更迭、性能出现漂移等问题,提出了一种基于自组织特征映射网络的系统服役过程动态标记方法。首先,构建多变量间耦合关系网络,并在此基础上提取网络特征;其次,将动态标记过程分为状态主动更新过程和状态主动更新过程两个阶段,状态被动更新过程通过不断训练自组织特征映射网络来适应系统新状态出现及性能漂移等情况,状态主动更新过程可用于消除系统已消亡状态对网络模型产生的影响;最后,通过分析实际化工生产系统监测数据对所提方法进行有效性验证。实验结果表明,该方法可有效标记复杂机电系统服役过程中不断变化的多种状态,并建立符合系统动态演化过程的状态标记知识库,从而为系统状态辨识和预测提供可靠依据。     

基于近似似然的频响函数不确定性模型修正

贝叶斯模型修正框架下,以频响函数作为目标,提出了一种使用近似似然函数的不确定性模型修正方法。相比于模态参数,频响函数包含了结构更加充分的信息,用于结构动力学模型修正时有诸多优点,但现有的不确定性模型修正方法并不能很好地实现将频响函数作为目标进行修正。针对此问题,介绍了频响函数和贝叶斯框架下的不确定性模型修正理论,基于近似贝叶斯计算提出了一种近似似然函数,可适用于频响函数作为目标进行不确定性修正。将提出的似然函数应用到三自由度数值和H型非对称梁的有限元模型修正算例中,并结合DREAM算法对不确定性参数进行识别。研究结果表明：修正后参数的上、下限与目标值相差无几,修正后模型的频响函数与目标值几乎重合,在一定噪声水平下仍具有较好的修正效果,验证了所提方法的有效性。     

冬枣多糖功能的研究

本文从多糖的基本结构展开,重点阐明了冬枣多糖主要成分为多糖,并对其在食品,医疗、保健等方面的功能进行了概括。     

基于信息的质量功能配置公理化研究

在研究公理化设计方法中的独立性公理和信息公理的基础上，对传统的质量功能配置中质量屋的实现过程进行了量化描述，根据质量屋创建特点，提出了信息相关性假说和传递距离假说，并给出量化指标，经过编程计算，证明提出的公理及其量化指标，在分析用户需求信息和技术需求信息的相关性，以及判定技术需求重要性方面有着明显的优点。     

荧光分光光度计的功能扩展

在不改变荧光分光光度计的结构和影响仪器原有功能的条件下,对荧光仪的光路进行简单的设置,利用白纸导光,即可使原有的荧光分光光度计同时具有与紫外-可见分光光度计相同的功能.利用该简便方法,在荧光分光光度计上分别对滤光片和叶片进行透射光谱和反射光谱的测绘,并与紫外-可见分光光度计上的测绘结果进行比较,两者基本一致,证明该法是可行的.     

信息功能薄膜器件

本文介绍了铁电存储器的特性,提出了信息功能薄膜的几种主要的制备方法,指出了它的应用领域。