基于TRIZ与系统分析的产品开发技术研究及应用

摘要

随着我国经济和技术水平的不断提升，消费者对产品的要求也越来越高，这就使得企业生产的产品要能满足消费者快速多变的要求，进一步导致制造业之间的竞争更加激烈。因此，不断推出好的新产品是企业提升竞争力的重要途径。一般地，新产品的开发主要分旧产品改进和新产品设计两种，前者占的比重非较大，相对容易，后者开发困难。同时，一个产品的好坏在很大程度上是由产品的设计方案来决定的。因此，在产品概念设计阶段，针对具体的产品特点，能够提出有效的改进措施或新的设计方案来满足用户需求是非常重要的。
　　论文基于此背景下，对产品开发设计的技术展开研究。为了在设计过程中有完整的分析流程，提高设计效率与创新能力，本文综合运用TRIZ(Theory of InventiveProblem Solving Method)与系统分析(System Analysis)，提出了一种基于TRIZ与系统分析集成的产品设计开发方法。针对机械产品的特点，将系统分析分为两条途径，即基于组件的功能分析和基于FAST(Function Analysis System Technology)的功能分析，然后将TRIZ分别集成到这两条路线中。因此，该集成方法也分为两条设计路线，分别针对已有产品的改进升级和新产品的设计。第一条路线先分析现有产品的各组件及其功能状态，建立产品的组件关系模型并找到问题组件，然后针对具体的问题情景，运用TRIZ等创新工具来提出解决方案，最后评价该方法的合理性及是否引入二级问题。第二条路线从产品的功能层面出发，先确定新产品的总功能，再将总功能逐一分解成各简单的功能元，然后构建功能系统图，此时将运用TRIZ，将各分功能映射到具体结构，构建形态学矩阵，选择合适方案，最后评价各可行方案。总之，两条路线在系统分析的基础上，能准确找到问题的关键所在，运用了TRIZ等创新手段来解决问题，相对容易地获取有效的创新方案。
　　本文提出的产品设计方法具备系统性和完整性，主要分为分析问题、确定问题、解决问题与评价方案四个阶段，每一阶段都提出了一些工具或手段来完成对应的任务。最后，将本文提出的产品设计方法应用于热熔胶喷胶封箱装置的改进升级实例与牙签包装机的开发设计实例，验证了该集成方法的可行性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 系统分析研究现状

1．3 TRIZ研究现状

1．4 论文研究内容与技术路线

1．4．1 论文研究内容

1．4．2 论文研究路线

1．5 本章小结

第二章 发明问题解决理论

2．1 TRIZ概述

2．1．1 TRIZ的定义

2．1．2 TRIZ的发展

2．2 理想度

2．3 矛盾

2．3．1 技术矛盾

2．3．2 物理矛盾

2．4 物质-场分析与标准解

2．4．1 物质-场分析方法

2．4．2 标准解

2．5 效应与专利

2．5．1 效应

2．5．2 专利库

2．6 本章小结

第三章 基于系统分析与TRIZ的问题解决方法

3．1 系统分析定义

3．2 系统分析的要素和步骤

3．2．1 系统分析的要素

3．2．2 系统分析的步骤

3．3 机械产品的系统分析流程

3．3．1 基于FAST的功能分析

3．3．2 基于组件的功能分析

3．4 基于系统分析与TRIZ的问题解决过程

3．4．1 基于组件的功能分析与TRIZ集成

3．4．2 基于FAST的功能分析与TRIZ集成

3．5 本章小结

第四章 基于组件分析路线的喷胶机械改进设计

4．1 热熔胶喷胶机械简介

4．1．1 粘胶剂与喷胶机械的发展

4．1．2 喷胶装置的主要部件

4．1．3 喷胶装置的使用现状

4．2 集成模型应用于喷胶装置的改进

4．2．1 分析产品问题

4．2．2 设计改进方案

4．3 本章小结

第五章 基于FAST路线的牙签包装机设计

5．1 牙签包装现状

5．2 牙签自动包装的技术任务

5．3 牙签包装机的设计

5．3．1 牙签包装机的功能模型

5．3．2 功能映射结构

5．3．3 方案构成与评价

5．4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

声明

致谢