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.     

环境剖面转换引导情景分析的产品技术预见方法

为了降低产品开发成本,获取未来产品有效设计路径,需要提前预见产品应具备的功能及实现的技术.技术预见方法从产品全生命周期或完成某项任务为顺序组建时间序列,借助环境剖面识别产品与环境作用的环境要素,通过联系环境要素集合模拟未来产品的使用情景,从产品的当前状态和设计目标引出产品需求,构建了面向环境对产品提出不同需求的方法,从而获得较为全面和连续的产品设计空间.最后通过医械轮椅产品验证了技术方案的获取质量,从而有力指导产品的未来设计.     

公理设计辅助产品设计过程重组研究

产品设计过程重组是并行工程的核心,其方法的核心是设计过程分解.公理设计理论为设计过程分解提供了理论依据,应用功能独立性公理的分析框架,通过在功能域和结构域的"之字形"映射变换,进行功能结构分解,建立相对独立的产品功能结构等级树.根据设计分解得到的功能结构等级树、完整设计矩阵和产品设计流程图,在考虑产品设计任务之间相互影响关系的前提下,确定其顺序及其组织形式.最后,用该方法对某类大型阀门进行了设计过程重组.     

基于公理设计的产品平台设计方法

产品平台设计是实现大规模定制生产的关键技术,以产品平台为核心,通过添加、删除或修改个性化模块满足不同客户需求对产品的要求。应用公理设计的功能独立性分析框架,从客户需求出发同时进行功能－物理结构间的“之字形”映射变换,建立相对独立的功能等级结构树;通过分析完整设计矩阵明确功能之间的影响关系,将存在影响的功能结构组成模块并根据功能结构和客户需求的实现关系确定产品功能平台;在保证功能独立的前提下,以设计参数的物理集成和分离原则为依据,建立通用的产品平台物理结构。以合作企业的蝶阀产品为实例,建立其通用的产品平台,实现快速响应市场的设计开发。     

产品设计中的物质-场分析

 介绍了组成功能的三元件原理,即2种物质、1种场,以及进行物质—场分析的符号系统、功能分类、76种标准解及一般过程.举例说明了该理论的应用.     

突破性创新及其实现方法研究综述

目的 梳理并总结突破性创新的实现方法与路径,为后续突破性创新的实现提供理论指导。方法 在查阅突破性创新相关文献的基础上,对突破性创新的概念及其界定进行了梳理,并以创新对超系统的影响程度为标准提出定义。基于不同视角探讨了突破性创新的驱动因素及驱动机制。最后研究了突破性创新机遇的识别方法以及不同影响层面下以不同目标为导向的突破性创新设想的具体产生方法。结果 在宏观层面可通过调节驱动因素促进突破性创新的实现;在微观层面可以通过识别创新机遇并建立系统化的创新方法指导突破性创新的实现。结论 突破性创新的本质在于解决超系统发展过程中由当前技术系统发展滞后引起的冲突,以该理论为核心将宏观与微观层面的研究结果进行融合与拓展,为突破性创新的实现提供了一条新路径。     

基于理想化分析的递进式裁剪方法

为了启发和引导设计者在裁剪过程中有效地利用资源,加速系统理想化进程,针对现有裁剪方法由于盲目性和不连贯性出现的效率低和方案获取受到限制等缺点,提出了基于理想化分析的递进式裁剪方法。首先基于理想化分析方法确定出裁剪元件,然后从裁剪该元件开始,构建出了一种系统全面的有用功能分配方法。该方法先对单元件进行裁剪,后扩展到对冲突区域进行裁剪,即系统进行递进式裁剪,能够试验出不同层次的裁剪方案。最后以售粮机的设计与改进为例,应用基于该方法开发的计算机辅助裁剪软件,完成了售粮机递进式裁剪过程。     

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.     

刮板输送机产品平台建立及配置方法研究

刮板输送机是典型的定制产品,每种新的变型大都是在已有机型上进行的变型设计,为基于产品平台的产品配置方法提供了必要的条件.在分析已有产品的基础上,通过产品平台参数提取和映射,建立了产品平台及结构树.提出了实现客户需求的产品配置流程,通过寻找客户所需的产品平台实现其配置.通过产品平台特征参数、配置约束及模糊模式识别等方法,确定产品的不变结构,可直接输出进行生产,而部分零部件的变型设计也相对简单,缩短了产品设计和生产的周期.     

基于产品平台的产品配置方法研究

综合产品平台设计方法和产品配置技术,提出了基于产品平台的产品配置方法,通过寻找客户所需的产品平台来实现产品配置.建立了配置流程,并对配置流程中产品平台的选择、平台结构的确定及产品结构的配置等关键技术进行了分析,最后以带式输送机产品的配置设计为例,对以上理论进行了实践.