基于QFD/TRIZ的端子压接机创新设计与优化

摘要

随着经济和科学技术的快速发展，制造类企业面临着激烈的竞争，要想获得长足的生存和发展，就必须进行产品创新。同西方发达国家相比，国内的企业特别是中小企业的创新能力不足，市场竞争力不强，是一个不争的事实。因而寻求适合国内企业现状的有效的设计理论，设计出最大程度上满足顾客需求的产品，实现技术和产品的创新是设计领域的热门课题。 由此，在综合衡量客户需求信息后，论文中籍此为新产品开发的驱动力和根本依据，集成质量功能展开(QFD)与发明问题解决理论(TRIZ)在产品创新设计中的优势，提出了将两者集成进行产品创新设计的过程模型，有效的解决了QFD的解决问题能力不足和TRIZ在矛盾冲突消解过程中的“二层问题”。完成了从客户需求到功能实现的创新过程。并且系统的论述了基于主成分分析法的综合评价方法，以对产品创新开发的方案设计提供决策支持。整个过程是构建在结构化、程式化的基础上，并且符合人类创新思维的一般过程，具有较强的可操作性，可以作为进一步开发计算机支持系统的技术基础。 论文在研究参数化建模技术和虚拟装配理论的基础上，提出了端子压接机的参数化建模策略和虚拟装配仿真的实现策略，为同类产品数字模型的实现提供了参考。论文研究了变频技术在端子压接机上的应用，采用了功能强大的PSoC高度集成芯片，设计出端子压接机的控制系统，在功能上实现了创新。 论文运用有限元优化技术对端子压接机机体进行了优化设计，提高了整体机构的强度和刚度，利用动态分析仿真技术进行了结构模态分析，根据得出的模态特性对产品模型进行优化，提高了产品的动态性能。 目前，端子压接机已成功投放国内市场，为企业带来了良好的经济效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题的研究背景及意义

1.3产品创新设计理论研究进展

1.3.1产品创新设计概述

1.3.2国内外研究进展

1.4论文主要研究内容

第二章客户需求获取与分析

2.1引言

2.2客户需求获取方法

2.2.1客户需求的特点

2.2.2客户需求获取方法

2.3客户需求分析方法

2.3.1基于系统聚类分析的客户需求分类

2.3.2客户需求的产品竞争力规划

2.3.3客户需求权重确定

2.4端子压接机客户需求分析

2.4.1端子压接机客户需求系统聚类分析

2.4.2端子压接机客户需求综合权重确定

2.5本章小结

第三章基于QFD/TRIZ的端子压接机创新设计过程

3.1 QFD方法在端子压接机创新设计过程中应用

3.1.1 QFD的基本原理和结构框架

3.1.2功能建模

3.1.3用户需求和技术特征构成的HOQ的建立

3.1.4技术特征和功能构成的HOQ的建立

3.1.5功能和结构构成的HOQ的建立

3.2 TRIZ方法在端子压接机创新设计过程中的应用

3.2.1 TRIZ的基本思想和结构体系

3.2.2产品创新设计过程中的工程冲突和消解方法

3.2.3 TRIZ方法在端子压接机创新设计中应用

3.3本章小结

第四章产品创新设计方案的评价与优选决策

4.1产品创新设计方案评价

4.2产品创新设计的主成分分析综合评价

4.2.1主成分分析评价方法

4.2.2基于相关矩阵的主成分分析综合评价

4.3端子压接机功能求解与方案组合

4.4端子压接机设计方案评价与优选

4.5本章小结

第五章端子压接机虚拟样机的实现

5.1产品数字化建模

5.1.1以顶层基本骨架为核心的自顶向下参数化设计技术

5.1.2自顶向下参数化建模的实施

5.1.3端子压接机设计建模

5.2虚拟装配仿真

5.2.1虚拟装配定义与功能

5.2.2端子压接机虚拟装配系统的总体框架

5.2.3虚拟装配规划

5.2.4虚拟装配碰撞检测

5.3端子压接机控制系统设计

5.3.1变频调速技术在端子压接机中的应用

5.3.2端子压接机控制系统规划

5.3.3端子压接机控制电路设计

5.3.4端子压接机软件设计

5.4本章小结

第六章端子压接机有限元分析与优化

6.1端子压接机有限元数值模拟

6.1.1实体模型简化

6.1.2有限元模型的建立

6.1.3机架整体数值分析

6.2端子压接机机架结构优化设计

6.2.1优化设计的数学模型

6.2.2约束优化原理

6.2.3优化算法

6.2.4端子压接机机架优化设计

6.3模态分析理论介绍

6.4端子压接机模态分析及优化

6.4.1机架有限元模态分析

6.4.2机架结构优化

6.5本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

作者在攻读学位期间所作的项目

致谢