基于可拓与TRIZ集成的创新设计方法研究

摘要

面对激烈的竞争及个性化、多样化的市场需求，越来越多的企业意识到不断创新的必要性。在产品设计过程中，只有通过持续的创新，加快产品的更新换代速度，企业才能提高市场竞争力。全面研究更新现代创新设计理论、方法和技术，对企业的生存发展具有十分重要的现实意义。
　　在系统化的设计环境下，产品设计过程需要融合多种类、多领域、结构复杂的设计活动和设计知识。单一的创新设计方法存在一定的局限性，很难满足这一复杂的设计环境，研究集成两种或者两种以上创新设计方法求解现代产品设计中的复杂问题显得尤为重要。本文提出一种新的产品创新设计方法，有效集成可拓与TRIZ理论，构建可拓-TRIZ的产品创新设计模型。全文研究内容如下:
　　1.针对可拓学与TRIZ理论在解决矛盾过程中的各自存在的缺陷，分析比较两者的相似性、差异性及优缺点，系统阐述了集成可拓与TRIZ的必要性及立足点。TRIZ理论的通用工程参数及发明原理具有抽象性及模糊性，结合基元理论形式化表述工程参数及发明原理。
　　2.根据可拓多维关联函数及相似度值与产品实例库进行匹配，得到单一要素设计问题或者多要素设计问题。同时采用基元理论形式化TRIZ中相对应的矛盾问题模型，集成可拓学形式化表述及其拓展分析的优势与TRIZ理论丰富的工程实践经验，统一描述创新驱动产品设计的多因素定性定量可拓知识冲突模型。
　　3.集成可拓变换的逻辑推理能力与TRIZ理论矛盾问题解决思路的优势，构建物-场模型与矛盾矩阵，给出标准原理解、技术矛盾或物理矛盾的发明原理解，获取符合设计需求方向的发明原理解。
　　最后，结合以上提出的创新设计方法，以螺杆空压机噪声问题为消解对象，初步验证理论技术方法的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 创新设计的研究背景

1．1．1 创新设计研究的现实背景

1．1．2 创新设计的内涵

1．1．3 创新设计的发展历程及研究现状

1．1．4 创新设计的发展趋势

1．2 基于可拓学和TRIZ理论的创新设计方法研究现状

1．2．1 基于可拓学的创新设计方法研究现状

1．2．2 基于TRIZ理论的创新设计方法研究现状

1．3 研究问题的提出

1．4 研究目的和意义

1．5 论文的结构安排

第2章 面向创新设计的可拓与TRIZ关联分析

2．1 引言

2．2 可拓学及TRIZ理论概述

2．2．1 可拓学基本理论概述

2．2．2 TRIZ理论概述

2．3 基于工程创新的可拓学与TRIZ对比研究

2．3．1 可拓学与TRIZ的创新工具关联分析

2．3．2 可拓学与TRIZ的应用领域差异性分析

2．4 TRIZ与可拓学的工程应用集成方法分析

2．5 本章小结

第3章 基于可拓与TRIZ的创新设计建模及等价转换

3．1 引言

3．2 面向创新设计的TRIZ工程参数可拓形式化等价建模

3．2．1 TRIZ工程参数的基元静态建模

3．2．2 TRIZ工程参数的基元动态建模

3．3 面向创新设计的TRIZ发明原理可拓形式化等价建模

3．3．1 可拓变换的内涵及其运算方法

3．3．2 TRIZ发明原理的可拓变换建模

3．4 面向创新设计的可拓冲突要素TRIZ参数等价转换

3．4．1 面向创新设计的问题可拓建模

3．4．2 单设计要素冲突的物理矛盾参数转换

3．4．3 多设计要素冲突的TRIZ工程参数转换

3．5 本章小结

第4章 基于可拓与TRIZ集成的创新设计问题分析

4．1 引言

4．2 单设计要素创新问题的可拓与TRIZ集成分析

4．2．1 基于TRIZ的单设计要素冲突问题分析

4．2．2 基于可拓的单设计要素冲突问题分析

4．2．3 集成TRIZ和可拓的单设计要素冲突问题分析

4．3 多设计要素冲突问题的可拓与TRIZ集成分析

4．3．1 基于TRIZ的多设计要素冲突问题分析

4．3．2 基于可拓的多设计要素冲突问题分析

4．3．3 集成TRIZ和可拓的多设计要素冲突问题分析

4．4 基于可拓与TRIZ的大型螺杆空压机矛盾问题分析

4．4．1 螺杆空压机简介

4．4．2 螺杆空压机实例库构建

4．4．3 螺杆空压机矛盾问题分析

4．4．4 螺杆空压机单一要素设计问题分析

4．4．5 螺杆空压机多要素设计问题分析

4．5 本章小结

第5章 基于可拓与TRIZ集成的创新设计冲突消解方法

5．1 引言

5．2 基于可拓与TRIZ集成的单设计要素问题消解

5．3 基于可拓与TRIZ集成的多设计要素问题消解

5．4 基于可拓与TRIZ的大型螺杆空压机冲突消解

5．4．1 Pro／Innovator简介

5．4．2 基于Pro／Innovator6．0的螺杆空压机噪音分析

5．4．3 螺杆空压机轴流风机风扇的改进设计

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

附录

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果