基于QFD和TRIZ的产品创新设计研究及软件开发

摘要

为了快速开发出用户满意、性能可靠的产品，从而在市场竞争中获得相当的市场份额和利润，企业必须不断提升自身产品的设计和创新能力。质量功能配置(QFD)可以把用户需求转化为设计要求及其权重，使产品最大程度满足用户需求。发明问题解决理论(TRIZ)能给设计者提供解决产品设计问题的思路和方法。QFD提出了“做什么”，TRIZ指明了“如何做”，在概念设计过程中二者可以互补结合，提高企业的用户需求分析能力和产品创新能力。
　　 本文简要介绍和分析了QFD和TRIZ理论的基本理论和研究内容，提出基于QFD和TRIZ的产品创新设计过程模型，并对用户需求获取与分析、基于QFD理论构建简化的质量屋、基于TRIZ理论方案设计、基于用户需求权重方案评价四个过程进行了详细分析。分析了用户需求的特点及其获取方法，将层次分析法应用于用户需求权重确定中，综合用户调查权重和层次分析法权重确定用户需求综合权重，让用户需求权重更加合理。讨论了QFD理论中不完善的地方，并提出了一个简化质量屋模型，关系矩阵中引入了负相关，可简化质量屋的构建，并更加容易的找到产品设计中的冲突，根据敏感矩阵中的负相关确定技术冲突，由关系矩阵中多个用户需求对应一个技术措施时存在的负相关矛盾确定为物理冲突。在介绍TRIZ理论的基础上，通过新型质量屋发现产品设计中的冲突，利用TRIZ扩展后的冲突矩阵和分离原理解决这些冲突，生成产品创新方案。最后，分析了方案评价常用的方法，提出了基于用户需求权重的方案评价，应用用户需求及其权重作为评价指标，对方案进行评价，更能体现用户对方案的满意程度。
　　 在此基础上，利用Visual C++语言和Access数据库等技术，开发了基于QFD和TRIZ的创新设计辅助系统，该系统包含三个模块，即QFD模块、TRIZ模块、专利检索模块。介绍了各模块的主要功能和使用方法，设计人员可以根据实际问题选择性的进入模块。并以电开水器为概念设计实例，应用本文所提出的基于QFD和TRIZ的创新设计模型和编制的软件进行设计，生成了三个方案，并对三个方案进行了评价，验证了模型和软件的有效性。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 QFD和TRIZ的国内外研究现状

1.3 主要研究内容及组织结构

第2章 相关理论基础

2.1 质量功能配置(QFD)的概述

2.1.1 QFD核心元件一质量屋(HOQ)

2.1.2 QFD实施的两个基本过程

2.1.3 QFD的优点及局限性

2.2 TRIZ的概述

2.2.1 TRIZ主要研究内容

2.2.2 TRIZ解决问题流程

2.3 本章小结

第3章 基于QFD和TRIZ的概念设计模型

3.1 用户需求获取与分析

3.1.1 用户需求的特点及其获取方法

3.1.2 用户需求综合权重的确定

3.1.3 确定产品生命周期

3.2 基于QFD理论构建简化的质量屋

3.3 基于TRIZ理论方案设计

3.4 基于用户需求权重方案评价

3.5 本章小结

第4章 软件系统实现

4.1 系统功能设计

4.2 软件系统工具的选择

4.2.1 开发工具的选择

4.2.2 数据库的选择

4.3 系统结构模型

4.4 软件功能模块

4.4.1 QFD模块

4.4.2 TRIZ模块

4.4.3 专利检索模块

4.5 软件使用流程

4.6 本章小节

第5章 实例分析

5.1 电开水器用户需求获取与分析

5.2 电开水器质量屋的建立

5.3 电开水器矛盾分析

5.4 电开水器方案设计

5.5 电开水器方案评价

5.6 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

学位论文评阅及答辩情况表