基于多色集合与TRIZ的注塑产品并行设计方法的研究

摘要

注塑产品并行设计是一种综合考虑注塑产品功能性、工艺性以实现快速设计的设计方法。这种方法通过设计初期的设计信息交互，消除产品内部技术冲突，实现缩短设计周期、节约设计成本的目的。本文针对注塑产品及其成型模具的并行设计过程中存在的特征提取、约束关联、冲突消解等问题，综合运用多色集合和TRIZ等理论，提出了一种注塑产品及其成型模具的并行设计方法，重点解决注塑产品特征搜索、注塑产品及其成型模具组成元素关联性描述、塑件与模具方案优化等问题。本文的研究工作及创新成果如下:
　　 一、通过分析注塑产品及其成型模具的设计要点，论证了将多色集合理论和TRIZ理论应用于注塑产品并行设计的可行性。基于个人颜色决定整体颜色的思想，建立了一个基于多色集合理论和TRIZ理论的注塑产品及其成型模具的并行设计过程模型。
　　 二、利用多色集合理论的布尔矩阵，确定注塑产品特征元素与对应成型模具组成要素之间的关系。将功能方法树模型与物-场分析法结合起来，得到一种将功能需求转化为注塑产品特征元素的方法。通过分析注塑产品特征元素与其成型模具组成要素的相互关系，建立反映注塑产品特征元素与其成型模具组成元素关系的布尔矩阵。通过对该布尔矩阵的析取运算和合取运算，得到了包含冲突的设计方案集合。
　　 三、针对注塑产品并行设计可能出现的特征缺失和方案冗余等缺陷，基于TRIZ理论的矛盾矩阵和分离原理，提出了方案优化方法，将设计过程中的技术缺陷转换为TRIZ理论可以解决的技术冲突，通过冲突消解获得优化设计方案。并将注塑过程中存在的问题与TRIZ理论创新原理进行对应，归纳总结了具体问题的解决方法。
　　 四、利用所构建的并行设计过程模型及关键技术，研究注塑产品及注塑模具的设计实例，检验本文的并行设计方法的有效性。
　　 本文将多色集合理论和TRIZ理论结合起来构建用于实现注塑产品并行设计的模型，提出了一种基于物-场分析法的注塑产品特征的搜索方法;针对注塑产品并行设计的特点对布尔运算做出了适应性改进;给出了一种基于冲突消解的多色集合布尔矩阵优化方法。并通过实例的设计过程验证所建模型的有效性。

目录

摘要

CONTENTS

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 并行设计的国内外研究现状

1．3 多色集合理论的研究与应用

1．4 TRIZ在设计学方面的应用

1．5 论文的内容与结构

第二章 注塑产品及其成型模具的并行设计模型

2．1 注塑产品及其成型模具设计特征分析

2．1．1 注塑产品的设计内容

2．1．2 注塑模具成型过程

2．1．3 注塑模具的设计流程

2．2 注塑产品及其成型模具的并行设计建模思想

2．3 注塑产品及其成型模具的并行设计的问题分析

2．4 基于多色集合理论和TRIZ的并行设计总体模型

2．5 本章小结

第三章 基于多色集合理论的注塑产品并行设计建模方法

3．1 注塑产品组成元素的获取方法

3．2 注塑产品组成元素的获取过程

3．2．1 注塑产品功能性分析

3．2．2 注塑模具各部分与注塑产品特征的关系

3．2．3 基于物-场分析法的注塑产品组成元素搜索

3．3 注塑产品与注塑模具特征组成的布尔矩阵的建立与分析

3．3．1 注塑产品与注塑模具特征组成的布尔矩阵的建立原则

3．3．2 注塑产品与注塑模具特征组成的布尔矩阵的分析

3．4 本章小结

第四章 基于TRIZ理论的注塑产品并行设计优化方法

4．1 基于多色集合理论的设计方案的缺陷分析

4．2 基于TRIZ理论的方案优化方法

4．3 模具设计问题的创新解决原理

4．4 本章小结

第五章 基于并行设计方法的实例研究

5．1 注塑产品设计元素提取

5．1．1 实例说明及需求分析

5．1．2 功能元的物-场模型表示与缺陷分析

5．1．3 有缺陷物场模型的标准解优化与产品特征元素提取

5．2 注塑产品及其成型模具的设计信息交互

5．3 方案的多色图表示与优化

5．4 结论

结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文、专利和参与的科研项目

声明

致谢