基于TRIZ/FRT/Fuzzy的绿色产品创新设计研究

摘要

面对严重的环境污染和资源短缺，人们的环保意识逐渐增强，绿色产品的创新设计成为企业的必然选择。然而，绿色产品创新设计的过程中产生的种种冲突严重阻碍了绿色设计的进程。TRIZ技术进化理论可以对现有产品的绿色技术进化状态做出正确的分析，引导绿色产品创新方向;TRIZ工具中的物质-场功能模型可以分析现有技术对环境的影响，发现产品潜在冲突。本文对基于TRIZ进化理论绿色产品创新设计模型、基于TRIZ与FRT的绿色产品创新设计模型及基于FRT与Fuzzy的绿色综合评价模型，进行了重点研究，主要工作如下:
　　(1)提出了基于FRT/Fuzzy的绿色综合评价模型。从资源指标、能源指标、环境指标、技术指标四个方面建立绿色评价指标体系。将未来现实树(FutureReality Tree，FRT)用于创新方案的初步评价，Fuzzy绿色综合评价确定最优方案组合。
　　(2)建立了基于TRIZ进化理论的绿色产品创新设计模型，总结了8种绿色技术进化模式和20条绿色技术进化路线，并建立了绿色技术进化路线的搜索模型。最后，利用丁字尺与绘图板的创新设计，验证了该模型的有效性。
　　(3)提出了一种基于TRIZ/FRT的绿色冲突消解模型，并总结了绿色设计因素对应的工程参数。用物质-场功能模型分析现有产品存在的问题，并选择合适的TRIZ工具解决这些问题，得到目标解;接着，利用FRT判断该目标解与环境之间是否存在绿色冲突，并用冲突矩阵解决冲突;最后，将该模型用于蛙式打夯机的创新设计，取得了良好的效果。
　　(4)利用基于TRIZ/FRT/Fuzzy的集成模型对洗衣机进行了创新设计。绘制了洗衣机绿色技术成熟度预测的曲线，选择了8条绿色技术进化路线，对洗衣机的进化潜能进行了分析，根据洗衣机绿色技术的进化潜能得到了6个目标解;利用与基于TRIZ/FRT的绿色冲突消解模型对洗衣机进行创新设计，得到目标解18个和新增方案3个;最后，利用基于FRT/Fuzzy的综合评价模型得到了最优方案组合，并给出了太阳能供电的多功能电磁洗衣机的概念设计。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 绿色创新设计相关理论的国内外研究现状

1．2．1 绿色设计的研究现状

1．2．2 TRIZ理论的研究现状

1．2．3 绿色评价方法的研究现状

1．3 课题主要研究内容和结构安排

第2章 基于FRT／Fuzzy的绿色综合评价方法研究

2．1 未来现实树FRT

2．2 基于Fuzzy的绿色评价方法研究

2．2．1 确定绿色评价等级集

2．2．2 确定绿色评价指标集

2．2．3 确定权重向量集

2．2．4 确定隶属度函数

2．2．5 计算综合评价矩阵B

2．3 基于FRT／Fuzzy的绿色产品综合评价方法

2．4 本章小结

第3章 基于TRIZ进化理论的绿色产品创新设计研究

3．1 TRIZ理论

3．2 TRIZ进化理论

3．2．1 技术成熟度预测

3．2．2 技术进化模式和技术进化路线

3．2．3 技术系统进化潜能

3．3 基于TRIZ进化理论的产品绿色创新设计

3．3．1 基于专利分析的绿色技术成熟度预测

3．3．2 绿色技术进化模式与进化路线的选择

3．4 基于TRIZ进化理论的绿色创新设计的模型

3．5 实例分析

3．5．1 丁字尺与绘图板绿色技术进化路线分析

3．5．2 绘制雷达图

3．5．3 绘图板与丁字尺的设计

3．6 本章小结

第4章 基于TRIZ与FRT的绿色产品创新设计研究

4．1 TRIZ冲突

4．2 绿色冲突

4．3 冲突发现

4．3．1 物质-场分析模型

4．3．2 功能分析模型

4．4 绿色冲突标准化

4．5 绿色冲突消解

4．6 实例分析

4．6．1 蛙式打夯机的功能模型

4．6．2 得到目标解

4．6．3 发现绿色冲突

4．6．4 绿色冲突消解

4．6．5 蛙式打夯机的绿色设计

4．7 本章小结

第5章 基于TRIZ／FRT／Fuzzy集成的洗衣机创新设计

5．1 基于TRIZ／FRT／Fuzzy的绿色产品创新设计模型的建立

5．2 基于TIRZ进化理论的洗衣机创新设计

5．2．1 洗衣机进化过程

5．2．2 基于专利分析的洗衣机绿色技术成熟度预测

5．2．3 洗衣机绿色技术的进化趋势

5．2．4 得到目标解

5．3 基于TRIZ与FRT的洗衣机创新设计

5．3．1 确定绿色创新设计目标

5．3．2 建立洗衣机使用过程中的物质-场功能模型

5．3．3 得到目标解

5．3．4 判断是否存在绿色冲突

5．3．5 绿色冲突消解

5．4 基于FRT／Fuzzy的绿色产品综合评价

5．4．1 FRT初步评估创新方案

5．4．2 基于Fuzzy的洗衣机创新方案绿色评价

5．5 绿色洗衣机的创新设计

5．5．1 多功能电磁洗衣机的设计

5．5．2 太阳能多功能电磁洗衣机的设计

5．6 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢