基于TRIZ理想解和功能激励的产品服务系统创新设计

为寻求有形产品和无形服务的最佳平衡,从功能的角度出发,通过TRIZ理想解的理想化水平确定产品服务系统的进化路线,基于服务蓝图法和功能系统图建立产品服务系统功能模型,并在此基础上采用功能协同、功能补充和功能替代等功能激励方法作为进化手段,共同构建了一种产品服务系统创新设计方法.针对功能激励的结果进行概念求解及方案确定,形成产品服务系统创新设计方案.在计算机辅助创新设计软件的基础上,建立了计算机辅助产品服务系统创新设计子模块,并以农业机械产品为例,对该方法进行了验证.     

基于生长型设计的产品反求

当前的反求工程研究大多集中于三维重构和快速成型方面,而针对产品的反求设计理论与系统研究较少.文中引入了产品功能结构分解重构原理与广义定位原理的生长型设计理论,在此基础上开发了支持后续创新设计的产品反求系统.从已有产品的实体模型出发,应用生长型设计理论对产品设计过程进行回溯,将产品分解为由功能元组成的功能原型,然后通过功能元之间的耦合作用实现对需求原型的反求,支持基于产品功能结构进行的产品结构方案的创新设计.     

基于TRIZ理论的奶牛饲喂机器人创新设计

针对奶牛饲喂机器人在运行过程中车轮易卡草的问题,应用TRIZ理论得到了一系列创新设计方案.通过应用TRIZ理论中的系统组件分析反应饲喂机器人各组件之间的功能关系,并利用因果分析找出饲喂机器人车轮卡草的根本原因,为创新方案寻找入手点.利用TRIZ理论中的资源分析、技术矛盾分析、物理矛盾分析、物场分析、系统进化法则及各理论对应的工具求解创新方案,对创新方案进行综合评价并进行专利布局,针对短期功能改善和长期产品规划选择理想的创新方案.     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

进化驱动型产品创新设计方法研究

分析了市场竞争中产品"适者生存"的规律,提出新的产品创新设计方式--进化驱动模式.该模式强调:为适应市场竞争,在未发现潜在市场需求之前,产品应先行进化.基于该模式,构建了进化驱动型产品创新设计方法.该方法采用"结构→功能"的设计过程,以组件和变量作为结构遗传信息,构建产品基因及产品基因组.采用5种进化策略对产品基因组树进行进化操作;体系化并导向性地辅助设计人员进行产品创新设计.最后对该方法进行了实例演示.     

基于组件的快速变型设计系统的开发

论述了基于Creo平台,组件的快速变型设计系统的二次开发,并对该系统二次开发中的关键技术和系统功能进行了详细的介绍。组件是零件按一定的规则装配而成,有自顶向下(TopDown)和自底向上(Bottom-Up)两种设计方法;Creo/TOOLKIT是Creo自身带有的二次开发工具,结合Visual Studio 2010,利用MFC技术设计编写了具有通用性的组件快速变型设计系统。以某类凸轮连杆机构组件为例,介绍了系统的具体功能。工程应用表明,该系统能够对组件产品进行快速变型设计,具有很好的通用性,不仅为设计人员快速设计新的组件产品及实现产品的系列化提供了新方法,而且缩短了产品的设计周期。     

支持网络协同化服务产品设计与运营的分散化业务应用系统

针对当今主流的IT解决方案存在的局限性,提出了一种创新解决方案,并设计了一种支持网络协同化服务产品设计与运营的分散化业务应用系统.该系统采用面向服务架构与点对点技术设计系统架构来提供一个分散化的协作框架;基于业务规则的服务产品模型自动生成运营支持组件并对其进行动态部署,以使应用系统能够快速响应易变业务市场的需求.通过原型系统的实现验证了所提方案的可行性.     

基于技术系统进化及物场变换的功能裁剪方法

为增强改进型设计过程中系统功能重构的针对性和指引性、提高创新设计的效率,结合产品生命周期理论,提出一种基于技术系统进化和物场变换的功能裁剪方法.面向消除有害作用、功能简化、功能增益的不同目标,以提高系统理想度和功能理想化策略为指导,基于技术系统进化法则提取了10条功能裁剪规则;结合组件相对功能价值分析和破坏系统完备性趋势,确定裁剪对象及优先级;面向生命周期不同阶段产品,以物场模型及技术系统的进化趋势为方向,应用功能裁剪规则指导物场模型变换重构,实现有用功能重组.基于上述方法构建流程化的功能裁剪设计模型,结合秸秆燃料成型机改进设计实例验证了模型的有效性.     

融合RE与BID的产品创新方法研究及应用

针对已有产品的再创新、创新方法选用及创新方向的明确性等问题,提出一种融合逆向工程(Reverse engineering,RE)和生物启发设计(Bio-inspired design,BID)的产品创新过程模型。首先,通过RE对已有产品进行分析,经过结构分解、行为匹配及功能构建等步骤,建立其功能模型;其次,以该模型为基础,搜集产品用户需求,通过需求进化分析、需求重要度计算及功能进化,得到产品概念的功能再创新,进而组合出产品新功能待求解模型;最后,以生物系统逆向工程建模方法为基础,搜索并整理生物案例。利用所建立的生物启发设计辅助系统求解产品新功能,得到产品再创新方案。以方舱医院医护人员用防护服为例,验证了RE与BID融合的产品创新方法具有较好的可行性。     

工程机械参数化异构设计技术研究

为实现工程机械产品面向用户需求的快速定制,本文提出工程机械参数化异构设计方法.总设计师在产品配置系统中结合工程实际需求和业务经验选择配置组件模块,完成产品框架结构的个性化定制;下级设计员根据配置信息和设计经验,从参数化零组件模型重用库中调用元件完成组件框架异构设计.研究了基于事物特性表的产品配置和基于参数化重用模型的组件异构设计技术.最后以液压支架的快速定制为例验证了相关技术的可行性、有效性.