技术进化引导的多冲突混合信息求解过程模型

针对多冲突求解过程中冲突不能反映系统动态进化过程,多冲突权重影响指标多的问题,通过九窗口法和技术进化定律对系统做出进化预测,从而提取出参数列表构建冲突的元素-名称-量值模型(Element-name-value,ENV)。冲突由控制参数和评价参数组成并受参数量值的变化影响,所以参数的权重是多冲突问题中冲突重要度排序的重要指标。首先建立参数与技术进化定律之间的关系,然后从元件影响程度、参数出现频率、参数关联数量和专家评价多个方面对参数的权重赋值,将这些多种权重赋值方案通过混合关联度计算出一个综合的控制参数和评价参数的权重,然后得到冲突的重要度排序确定出关键冲突,最后冲突求解得到创新改进方案,从而建立技术进化引导的多冲突混合信息求解过程模型。以涂板机作为实例进行创新设计,验证了该过程模型的有效性。     

面向复杂产品的问题流网络构建及求解过程模型

针对经典TRIZ理论工具解决复杂产品中多冲突问题具有的局限性,强势思维一般理论（General theory of powerful thinking,OTSM）主要解决复杂跨学科创新性问题并进行一般化的表达,但没有明确给出消除多冲突及寻求最优解决路径的一般方法。通过对复杂产品构建问题流网,从中选取关键问题,进而转化成冲突网,然后对其中的关键冲突进行判别并转化成参数网,应用TRIZ工具进行冲突解决并提出解决方案,提出了关键问题的判别方法和关键冲突网到参数网的转化规则,给出了问题流网、冲突网及参数网的构建过程,最终建立了面向复杂产品的问题流网络构建与求解过程模型。以工程机械900吨架桥机作为实例进行创新设计,验证了该过程模型的有效性。     

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.     

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。     

基于改进当前实现树的产品技术冲突确定方法

为解决直接利用发明问题解决理论确定产品技术冲突的困难,提出一种利用约束理论中改进的当前实现树来确定技术冲突的方法.在逻辑推理中引入逻辑正/负相关的概念,识别出当前实现树中技术冲突的存在形式,为后续利用发明问题解决理论工具求解冲突提供了技术支持.提出了一种改进当前实现树构建数据结构的邻接参数矩阵和进行技术冲突深度优先搜索的算法.利用MATLAB用户图形界面模块,实现了技术冲突深度优先搜索算法的可视化操作,并将上述方法及程序应用于紫外光油烟净化机技术冲突问题的确定与求解,获得了较好的效果.通过工程实例验证了所改进的当前实现树模型用于产品创新设计的可行性.     

机械产品功能细化下的冲突确定

产品创新设计的核心是解决设计中的矛盾或冲突,如何确定设计中冲突或矛盾便成为创新设计中的关键问题之一.根据机械产品在创新过程中的特点,通过功能分析,利用功能细化后的特点,提出一种新的冲突确定的方法,该方法能够确定冲突的存在及冲突在产品结构中的位置,将该方法称为功能细化下的冲突确定.对冲突确定的整个过程进行了详细的描述.并结合以具体实例说明其应用过程.     

协同产品创新设计中基于层次知识匹配的冲突消解研究

为解决协同产品创新中的设计冲突,提出一种基于层次知识匹配的协同产品创新设计冲突消解方法。首先,建立协同产品创新设计冲突消解过程模型,分析基于层次知识匹配的冲突消解流程;其次,针对设计过程中冲突量大、难于决策的特点,运用粗糙集理论和方法对冲突进行约简并识别关键冲突;然后,针对层次知识匹配中产生的大量可行方案,将禁忌搜索与生物进化中的精英重组方法相结合,提出一种改进的禁忌搜索算法来优化求解;最后,通过某摩托车的协同设计实例验证了该方法的可行性与有效性。     

基于功能关系模型和过程模型的冲突区域确定方法研究

针对TRIZ中运用功能模型进行冲突区域确定过程中,因其无法表达与时间/顺序有关信息而造成的因果分析不全面,和冲突区域难以确定的问题,在对两类功能模型的本质进行研究的基础上,提出了一种综合功能过程模型和功能关系模型的冲突区域确定方法。首先建立了系统功能结构,分析了每个功能元实现的流转换的过程,根据实际功能元输入/输出流属性与期望属性的差值,确定了问题功能元;然后按照问题功能元对应的物理结构建立其功能模型,通过功能模型确定与问题相关的根原因及对应的冲突区域;最后运用TRIZ工具进行了求解,以自动售粮装置工作过程中出现的问题为例,应用该方法进行了分析与求解。研究结果表明:因为综合考虑了功能实现的过程及元件间作用,该方法能够更全面地分析确定系统中与问题相关的冲突区域。     

计算机辅助创新技术驱动的产品概念设计与详细设计集成研究

针对计算机辅助创新(Computer-aided innovation,CAI)技术提出的创新概念方案不能顺利地输出给CAD系统的问题,从分析具备产品的功能信息及结构信息的CAD装配结构模型入手,通过建立产品装配结构的信息模型图,分析并确定装配模型存在的问题和冲突,然后应用计算机辅助创新(CAI)技术驱动的知识工程(Knowledge based engineering,KBE)及语义处理技术集成的创新技术进行解决,进而驱动产品结构设计,创新性地解决装配结构中存在的问题,形成从构思创新方案产生-形成知识-驱动结构设计的有机创新过程,初步实现了概念设计与详细设计的集成。进而建立了计算机辅助创新(CAI)技术驱动的产品概念设计和详细设计的集成过程模型,通过无磨损蝶阀产品的创新案例验证了该模型的可行性。     

复杂技术系统隐性冲突求解路径规划方法

针对复杂技术系统中隐性冲突数量多、隐性冲突参数间存在复杂关联性,导致求解过程繁琐的问题,提出了一种复杂技术系统隐性冲突求解路径规划方法。首先,基于需求分析和功能失效分析方法进行隐性冲突的系统化识别,并将识别出的隐性冲突应用元素-名称-量值模型(Element-name-value,ENV)进行标准化表达。其次,将隐性冲突分为两类,针对第一类隐性冲突,基于层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)计算隐性冲突的权重,从而确定其求解路径;针对第二类隐性冲突,通过建立复杂技术系统的功能-行为-结构网络,应用PageRank算法计算网络节点重要度并排序,确定该类隐性冲突的求解路径。最后,综合两类隐性冲突的求解路径,规划获取隐性冲突的最优求解路径,并应用发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving, TRIZ)工具快速解决。以TZG 9 3/4-140S铁钻工为工程案例,验证所提方法的可行性和有效性。     

基于并行工程的制造系统问题求解模型

从制造系统问题的特性出发，充分考虑制造系统内部不同层次、不同阶段所产生问题之间的联系，提出了一种基于并行工程的问题求解模型；并综合使用了黑板、子问题求解器和冲突以及消解器等结构，将实现上述模型的各个功能统一在问题求解网络内。这样不但可以快速有效地得到问题的解，而且可以最大限度地利用工厂的资源、设备，并缩短产品制造周期，提高整个系统的效率。     

TRIZ理论中非标准冲突问题的快速求解

技术发明和创新的核心是解决实际中存在的冲突问题。作为发明创造理论TRIZ的主要创新工具,技术冲突分析方法是最简单也是应用最为普及的方法之一。针对TRIZ冲突矩阵实际应用中存在的若干问题,在分析冲突矩阵基本概念、形成机理、求解过程及求解本质的基础上,借助统计分析和聚类分析技术,提出了一种针对各种非标准冲突问题的快速求解方法,给出了利用该方法进行产品创新设计的一般模式及流程,并借助实例验证了这种创新设计方法的可行性。     

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．     

面向跨学科的问题流网络转化过程模型

为提高强势思维一般理论,解决跨学科问题过程的收敛性,提出一种跨学科问题流网络转化过程模型.构建了三层次跨学科问题网,按照三步法选择关键节点并转化为冲突网.为获得最优冲突求解路径,改进冲突网的层次结构模型,根据冲突云模型的收敛思想和应用层次分析法得到参数和冲突的权重,进而以一种途经指定节点的Floyd算法求取路径.提出四...     

基于情景与TRIZ的产品概念设计过程研究

为了探索产品概念设计的新思路,将情景引入产品概念设计过程中,提出一种基于情景和TRIZ的产品概念设计过程模型.明确产品情景的构成和关键要素,形成产品情景作用信息的提取过程,通过关键情景要素类比发现产品概念设计可参考的原型产品,并根据预期情景信息与原型产品情景作用过程的匹配性发现问题,借助TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)工具求解问题,最后经汇总优化后获得创新的概念设计方案.利用所提方法形成一种气吸式枸杞采摘机的概念设计方案,从而验证了该方法的有效性.     

面向复杂技术系统的隐性冲突识别方法

针对复杂技术系统多冲突问题中隐性冲突潜伏性强,不易识别但又会引起较大损失的问题,研究了基于需求分析和功能失效分析的两种隐性冲突识别方法.基于需求分析的识别是对用户需求重要度排序,应用需求进化定律,产品未来需求预测,建立产品九窗口模型,现有产品改进需要解决的发明问题识别为隐性冲突;基于功能失效分析的识别是应用预期失效分析(AFD)判定潜在失效模式,对发生的潜在失效进行根原因分析,确定冲突区域,从而识别出隐性冲突,最后建立复杂技术系统隐性冲突识别过程模型.为直观的表现各隐性冲突间的关系,将隐性冲突建立冲突网,确定求解路径,利用TRIZ工具求解.以太阳能电池组件边框拆卸装置为工程案例,验证该方法的有效性.     

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。     

基于残缺历史数据信息的需方参与的协同设计冲突消解博弈模型

为解决需方参与的协同设计过程中存在的质量与成本综合优化冲突问题,引入博弈论,将协同设计过程中质量成本多目标优化问题转换为动态联盟下的多目标博弈决策问题,并构建博弈模型。博弈模型亦可由历史数据信息构成的博弈效应矩阵表示,由于历史数据具有残缺性,采用多元回归分析将博弈效用矩阵完备化,提出一种基于历史数据信息的冲突消解博弈模型;然后通过Shapley值算法求解博弈矩阵,根据求解得到的冲突关系分配方案表示"质量和成本综合性最优"的一种贡献度估计,为了寻求各博弈方的贡献度,验证Shapley值所求均衡结果的可靠性,提出一种针对Shapley值贡献度的定量评估方法。最后以某车床主轴装配过程为例,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于复杂网络的知识驱动产品创新设计

为了在概念设计阶段有效组织并利用设计知识驱动产品创新设计过程,提高设计者产生创新方案的效率,提出一种基于复杂网络的设计知识网络构建及分析方法。根据设计知识在创新求解过程中的应用特点以及功能、行为、结构三层知识的多对多映射关系,建立了设计知识复杂网络模型,在此基础上计算和分析网络关键特征参数、挖掘网络拓扑结构特点、评价知识节点的重要度,最后根据知识间的关联关系划分知识组元,为设计者提供一个扩大且有序的方案论域范围,由此驱动对产品方案空间的多样性、适应性、原创性设计操作,以实现对产品概念设计过程的激励。以发动机的改进设计为例,阐述了发动机设计知识复杂网络对概念设计的驱动过程,验证了该方法的有效性。     

基于QFD和TRIZ的产品形态创新方法

为减少形态创新设计思维过程的主观性和偶然性,帮助设计师快速、准确地发现和确定产品形态创新点,提出了一种基于质量功能配置和发明问题解决理论的产品形态创新设计新方法.该方法通过构建一个改进的面向形态设计的质量屋模型分析并确定产品形态设计中的冲突,结合可视化的TRIZ 40条创新原理资料库,应用TRIZ来解决设计冲突,以此获得形态创新点和创新形态设计方案.运用本文提出的方法,完成了插座的形态创新设计.