物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型研究

发布时间：2021-08-31 00:50

　　随着用户需求迅速提高,系统非线性、强耦合性、时变特性和开放性等复杂系统特征趋于明显,针对复杂系统特征的产品再设计过程成为研究热点。文中将设计过程复杂性理论与TRIZ中物质-场集成,应用设计过程复杂性进行产品再设计过程复杂性分析,并采用物质-场分析及标准解解决再设计过程中的问题,形成物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型。首先运用设计过程复杂性理论中复杂性的定义对再设计产品进行分析,确定复杂性问题及类型;其次根据复杂性与TRIZ中物质-场模型的表征关系,确定设计过程复杂性的物质-场表征模型;最后,采用标准解减小系统复杂性,实现产品再设计,并应用工程实例加以验证。 

【文章来源】：机械设计. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

4种物质-场模型

物质-场分析法及标准解的应用是有效的问题解决工具，缺乏对再设计产品（系统）设计过程复杂性的分析，Suh[12]提出的DCC理论中的复杂性被定义为实现功能需求不确定的程度，其大小直接由设计范围和系统范围间的关系决定，如图2所示。图2中的阴影面积表示产品（系统）设计过程复杂性的大小，在DCC理论中，按时间的相关性将复杂性分为时间相关复杂性和时间无关复杂性。前者分为组合复杂性和周期复杂性；后者分为真实复杂性和虚构复杂性[10]。但如何应用物质-场分析来有效减小系统复杂性问题，实现产品再设计，缺乏具体方法。故将设计过程复杂性用物质-场模型进行表征具有重要的研究价值。

由DCC理论中复杂性的定义可知，设计过程复杂性是按时间相关性进行的分类，随着时间的变化，各类复杂性也会有相应的变化趋势。结合图1中物质-场4种表达模型及DCC中4类复杂性的定义，可得到物质-场与DCC的集成表征过程模型，如图3所示，其中t0为初始时刻，t1为产品（系统）中时间相关周期复杂性功能实现概率最低时刻，t2为功能实现概率最高时刻，且t0<t1<t2。(1）时间无关真实复杂性意思是真实存在的复杂性，并且不随时间的推移而改变，如果产品（系统）存在此类复杂性，可能使产品（系统）存在功能缺失的情况，或者对系统存在有害作用、不足作用，同时该作用不随时间的增加而改变，故对应TRIZ中的有害物质-场模型、非完整物质-场模型或非有效完整物质-场模型。


本文编号：3373841