设计过程复杂性理论与TRIZ理论集成复杂机电系统功能分解过程模型*

传统的功能分解是将产品的总功能分解到功能元,以每个功能元有确定的原理解作为功能分解结束的标志,传统的功能分解方法强调总功能可以分解为若干个功能元,若干个功能元组成一个总功能,体现了总功能和功能元之间的线性关系和还原性。传统的功能分解无法体现复杂机电系统非线性、时变特性、开放性和功能耦合等重要特征,因此急需一种适合于复杂机电系统的功能分解过程模型。将设计过程复杂性理论(Design-centric complexity,DCC)和TRIZ集成,对初步进行功能分解的结果,按照TRIZ理论中有效完整功能和非有效完整功能集对功能进行分类;应用提出的功能实现概率均值法和功能实现概率极值法,将TRIZ理论的有效完整功能和非有效完整功能,与DCC理论中重复功能集和组合集建立联系;经过TRIZ理论对问题功能进行转化后,以系统的重复功能集、组合集和组合辅助功能集作为复杂机电系统功能分解的结果;形成面向复杂机电系统的DCC与TRIZ集成功能分解过程模型。用一个工程实例验证该设计过程模型。     

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.     

面向注意力的感官交互物质-场产品创新设计方法

通过引入TRIZ物质-场方法,解决人机交互过程中与用户注意力相关的感官交互问题。提出面向注意力的感官交互物质-场产品创新方法与流程,并将标准解内容转述为适用于解决感官交互问题的感官交互标准解。以送餐驾驶系统改进设计为例,通过对用户注意力分析,得出驾驶系统中的感官交互问题,使用感官交互物质-场模型分析问题,参考感官交互标准解获得多种求解方案,最后根据平静技术对方案进行评价并得出最佳方案。研究结果表明:将物质-场方法应用于感官交互问题的研究中,有助于面向注意力的感官交互问题向TRIZ一般问题转化和解决。     

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。     

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。     

多方法集成创新在产品形态设计中的应用研究

主要介绍了质量功能配置(QFD)和发明问题解决理论(TRIZ)的基本内容,论述了通过QFD确定产品形态设计中的负相关问题,再通过TRIZ理论及头脑风暴(BS)法解决形态功能属性中的负相关问题。分析了多方法集成创新在产品形态创新应用中的可行性。提出了QFD与TRIZ及头脑风暴法在产品形态创新应用中形成方案的系统化过程模型,并将三者的集成创新应用于儿童家具设计中,验证了该理论方法的合理性。     

产品创新概念设计集成过程模型应用研究

通过集成不同的设计方法,如发明问题冲突解决理论、约束理论(Theory of constraints, TOC)、未预见发现(Unexpected discovery, UXD)、类比设计(Analogy-based design, ABD)等,建立一种产品创新概念设计集成过程模型,并分析产品需求。利用约束设计理论与发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)方法相结合来发现、确定并解决产品冲突;再利用类比设计将获得的UXD结果作用于驱动跨领域知识创新构想产生,进而确定领域内的产品冲突,获得了系统原理解或产品创新方案。以水力旋流器为例对该集成过程模型进行应用研究,提高了产品创新设计效率。     

设计过程复杂性与TRIZ集成超声波纸张测厚装置创新设计

将超声波用于纸厚测量进行纸厚测量装置设计,按照设计过程复杂性理论将系统中存在的问题定义为不同的复杂性种类,并应用TRIZ进行解决,通过将设计过程复杂性理论与TRIZ集成,解决了超声波纸张测厚装置设计过程中的问题,实现了超声波纸张测厚装置的创新设计,也为其他装置设计提供参考。     

标准解法的优化及在辊铆机设计中的应用

物质-场和标准解是TRIZ中重要的问题分析和解决工具,为提高工程问题解决效率,以76个标准解为基础,利用每个标准解中隐含的物质-场模型改动特征的相似性对标准解进一步分类,避免一类物质-场模型对应几类标准解的情况,缩短寻找标准解的时间。将情景分解法与标准解法进行集成,能够准确寻找出需要解决或改进的问题环节,避免在不相关的问题上浪费时间。创建基于情景分解和相似性分类的标准解法流程,提高工程问题解决的效率和质量,利用液力变矩器涡轮生产线上辊铆机的设计实例验证流程的可行性。     

基于TRIZ理论的电流互感器的创新设计

首先,介绍了TRIZ理论中关于解决问题过程的模型和理论方法工具.其次,以电流互感器传统设计方法为基础,基于TRIZ理论中关于创新设计的物质-场的分析和技术冲突解决的原理,提出了电流互感器技术冲突解决的方案,并阐述了应用TRIZ理论对电流互感器进行创新设计的详细过程.     

基于TRIZ理论的电流互感器的创新设计

首先,介绍了TRIZ理论中关于解决问题过程的模型和理论方法工具。其次,以电流互感器传统设计方法为基础,基于TRIZ理论中关于创新设计的物质-场的分析和技术冲突解决的原理,提出了电流互感器技术冲突解决的方案,并阐述了应用TRIZ理论对电流互感器进行创新设计的详细过程。     

TRIZ理论和功能分析在小家电设计中的应用研究

运用功能分析法与TRIZ理论,研究小家电产品创新设计的流程及方法。利用矛盾矩阵和创新原理,建立小家电产品基于功能分析的物质-场技术模型,分析其标准解和具体解的实现方法,找出小家电产品创新设计的最佳方案,为解决家电产品功能创新设计难题提供解决思路。     

基于TRIZ的可拆卸连接结构设计研究

针对绿色设计中可拆卸设计问题,提出运用TRIZ冲突解决原理和TRIZ物质—场分析原理进行产品零部件间连接结构的可拆卸设计。通过构建连接结构可拆卸属性与新TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,并建立连接结构的TRIZ物质—场模型,分别给出了利用TRIZ冲突解决原理和TRIZ物质—场分析原理进行可拆卸设计的两种方法,以提高产品零部件的可拆卸性能。设计实例证明了方法的可行性。     

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。     

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.     

冲突网络驱动的反向迭代创新设计过程模型

提出了一种冲突网络驱动下的反向迭代产品创新设计过程模型.通过产品需求分析和TRIZ进化理论建立产品的理想解(IFR)集合,确定对应于IFR的最小冲突集合C,之后运用TRIZ的问题解决工具解决C中的冲突及新衍生的冲突,反复迭代的结果可以获得产品完整的概念设计方案.通过一个工程实例对该过程模型进行了验证和说明.     

面向企业工程应用的标准解分类及流程改进

针对TRIZ中76个标准解在解决实际工程问题时,存在使用效率低,针对性差的问题,本文基于物质-场分析中的问题模型将一、二、三、五类标准解重新分为了不完整功能物质-场模型类、有害功能物质-场模型类、非有效完整功能物质-场模型类、以及系统转换和方案优化类,并依据物质-场模型的变换方式总结提取与标准解关联的约束条件,结合重新...     

基于公理设计的产品配置建模方法及其应用研究

提出基于公理设计的产品配置建模方法,在详细讨论产品设计过程中功能-结构域间映射的基础上,将具有约束信息的功能要求定义为功能-约束集成单元,将具有特征信息的设计参数定义为结构-特征集成单元,通过建立系统数据库和结构-特征集成单元间的特征关系,构建基于结构-特征集成单元的产品配置模型。公理化设计理论的引入,使得产品配置建模更加科学化,并使设计者能在众多复杂的方案中快速做出正确的选择。最后以柴油机产品为例,建立了柴油机产品的配置模型。