基于生物与产品特征的集成创新设计研究
发布时间：2021-10-01 01:58
产品创新是企业生存与发展的关键。针对当前高尖端科技产品需求与用户个性化需求的日益旺盛,企业开发这类产品往往在先进性、高效性、安全性、环保性及可靠性等方面缺乏实际有效的比较与验证手段。为此,论文提出一种将仿生设计、重构设计、TRIZ（Theory of inventive problem solving）、QFD（Quality function deployment）等相集成的产品创新概念设计模型,以便能更好地驱动产品创新。论文主要围绕5个模块开展工作:（1）基于QFD和TRIZ的冲突发现模块。通过QFD实现从用户需求向功能需求的转化,通过功能分析（Functional Analysis,FA）及TRIZ物—场模型发现产品系统中存在的冲突,进而确定设计目标。（2）基于生物特征的产品创新模块。首先,基于生物与产品两技术系统的相似性,利用两者之间的功能联系,建立生物功能与产品功能的对应关系,并编制生物仿生原型获取的可视化操作界面。然后,基于功能基、功能建模方法及生物耦合理论,提出生物功能模型的建立方法。利用所建立的混合类比映射模型实现从生物到产品的多层次转化。最后,建立基于生物特征的产品创...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２质量屋布局
ＨＯＱ是ＱＦＤ中分析、转化用户需求的重要技术方法，其形状图形就像一个房子，??包含左墙、右墙、天花板、地下室、房间、屋顶６个部分，各个部分各自表示了不同??参数的关系矩阵｜４８］，如图１－２、１－３所示。??左墙、天花板、房间、屋顶、右墙及地下室６个部分分别指代用户需求和重要度、??技术特性、技术竞争性评估、关联矩阵、重要的竞争者、技术特性重要度等。??＾拓竑??／④屋顶＼???????／．?’―?＼?重??②天花板?户?对?的???ｍ?重?相关矩阵?＾??①左墙?③房间?⑤右墙?求?要?争???Ｉ?Ｉ度?者??⑥地哼?目标数量??图１－２质量屋布局?图１－３质量屋基本模型??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＯＱ?Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ＨＯＱ??（２）?ＱＦＤ解决问题流程??首先利用Ｋａｎｏ模型对用户需求整理分类，并根据重要性赋予相应的权重；然后??通过ＨＯＱ将用户需求转化为功能要素，并根据用户需求权重得出对应各功能要素的??权重。最后，根据功能要素的权重，即可确定出在产品设计中比较重要的功能。??质量屋如图１－４所示，左墙中的两列表示用户需求项及其相对重要性，“房间”??表示用户需求与功能要素的关联关系，“天花板”表示产品或系统所包含的功能要素，??“地下室”表示功能要素的相对重要权重。??功能要素???重要度?Ａ１?Ａ２?？？？?Ａｍ??ｒｉ?ｂｉ?ｃｉ?ｍ?…ａ??Ｊ?Ｂ２?ｃ２?Ａ?？?…〇??素?Ａ?？．．．⑨??Ｂｎ?ｃｎ?？?Ａ?…Ａ??ｄｌ?ｄ２?＂?？?ｄｍ??？表示强相关
ＨＯＱ是ＱＦＤ中分析、转化用户需求的重要技术方法，其形状图形就像一个房子，??包含左墙、右墙、天花板、地下室、房间、屋顶６个部分，各个部分各自表示了不同??参数的关系矩阵｜４８］，如图１－２、１－３所示。??左墙、天花板、房间、屋顶、右墙及地下室６个部分分别指代用户需求和重要度、??技术特性、技术竞争性评估、关联矩阵、重要的竞争者、技术特性重要度等。??＾拓竑??／④屋顶＼???????／．?’―?＼?重??②天花板?户?对?的???ｍ?重?相关矩阵?＾??①左墙?③房间?⑤右墙?求?要?争???Ｉ?Ｉ度?者??⑥地哼?目标数量??图１－２质量屋布局?图１－３质量屋基本模型??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＯＱ?Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ＨＯＱ??（２）?ＱＦＤ解决问题流程??首先利用Ｋａｎｏ模型对用户需求整理分类，并根据重要性赋予相应的权重；然后??通过ＨＯＱ将用户需求转化为功能要素，并根据用户需求权重得出对应各功能要素的??权重。最后，根据功能要素的权重，即可确定出在产品设计中比较重要的功能。??质量屋如图１－４所示，左墙中的两列表示用户需求项及其相对重要性，“房间”??表示用户需求与功能要素的关联关系，“天花板”表示产品或系统所包含的功能要素，??“地下室”表示功能要素的相对重要权重。??功能要素???重要度?Ａ１?Ａ２?？？？?Ａｍ??ｒｉ?ｂｉ?ｃｉ?ｍ?…ａ??Ｊ?Ｂ２?ｃ２?Ａ?？?…〇??素?Ａ?？．．．⑨??Ｂｎ?ｃｎ?？?Ａ?…Ａ??ｄｌ?ｄ２?＂?？?ｄｍ??？表示强相关
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于生物原型的产品创新设计[J]. 刘晓敏,王建辉,李娇蓉,陈亮. 中国工程机械学报. 2017(06)
[2]空气取水技术研究综述[J]. 李强,郝秀渊. 山西建筑. 2016(31)
[3]基于TRIZ和基因进化理论的产品功能原理创新[J]. 黄水平,刘晓敏,罗祥. 中国工程机械学报. 2016(04)
[4]基于生物-技术特征类比的产品概念设计方法研究[J]. 贾丽臻,刘伟,檀润华,曹国忠. 工程设计学报. 2015(04)
[5]面向工程应用的生物信息系统化建模研究[J]. 刘伟,曹国忠,杜春云,侯晓婷,檀润华. 工程设计学报. 2015(02)
[6]基于TRIZ的机床可重构设计研究[J]. 赵延玲,马苏常. 组合机床与自动化加工技术. 2014(07)
[7]机械系统原理分解对称的作用机理及应用[J]. 冯培恩,曾令斌,邱清盈,李立新. 浙江大学学报(工学版). 2014(02)
[8]基于BioTRIZ的产品创新设计过程[J]. 吉祥,顾新建,代风,刘征. 浙江大学学报(工学版). 2014(01)
[9]基于物元模型的复杂机械产品可重构设计[J]. 黄华,靳岚,芮执元,苟卫东. 计算机集成制造系统. 2013(11)
[10]基于FAST法的可控滑沙板概念设计[J]. 宋云. 机械设计. 2013(06)
博士论文
[1]模糊可重构设计关键技术研究及其在转向架中的应用[D]. 胡光忠.西南交通大学 2012
[2]复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究[D]. 张帅.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于公理化设计的可重构产品系统开发设计研究[D]. 马鲁强.安徽工程大学 2012
[2]功能模拟的理论及应用研究[D]. 孙立志.吉林大学 2007
本文编号：3417029
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２质量屋布局
ＨＯＱ是ＱＦＤ中分析、转化用户需求的重要技术方法，其形状图形就像一个房子，??包含左墙、右墙、天花板、地下室、房间、屋顶６个部分，各个部分各自表示了不同??参数的关系矩阵｜４８］，如图１－２、１－３所示。??左墙、天花板、房间、屋顶、右墙及地下室６个部分分别指代用户需求和重要度、??技术特性、技术竞争性评估、关联矩阵、重要的竞争者、技术特性重要度等。??＾拓竑??／④屋顶＼???????／．?’―?＼?重??②天花板?户?对?的???ｍ?重?相关矩阵?＾??①左墙?③房间?⑤右墙?求?要?争???Ｉ?Ｉ度?者??⑥地哼?目标数量??图１－２质量屋布局?图１－３质量屋基本模型??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＯＱ?Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ＨＯＱ??（２）?ＱＦＤ解决问题流程??首先利用Ｋａｎｏ模型对用户需求整理分类，并根据重要性赋予相应的权重；然后??通过ＨＯＱ将用户需求转化为功能要素，并根据用户需求权重得出对应各功能要素的??权重。最后，根据功能要素的权重，即可确定出在产品设计中比较重要的功能。??质量屋如图１－４所示，左墙中的两列表示用户需求项及其相对重要性，“房间”??表示用户需求与功能要素的关联关系，“天花板”表示产品或系统所包含的功能要素，??“地下室”表示功能要素的相对重要权重。??功能要素???重要度?Ａ１?Ａ２?？？？?Ａｍ??ｒｉ?ｂｉ?ｃｉ?ｍ?…ａ??Ｊ?Ｂ２?ｃ２?Ａ?？?…〇??素?Ａ?？．．．⑨??Ｂｎ?ｃｎ?？?Ａ?…Ａ??ｄｌ?ｄ２?＂?？?ｄｍ??？表示强相关
ＨＯＱ是ＱＦＤ中分析、转化用户需求的重要技术方法，其形状图形就像一个房子，??包含左墙、右墙、天花板、地下室、房间、屋顶６个部分，各个部分各自表示了不同??参数的关系矩阵｜４８］，如图１－２、１－３所示。??左墙、天花板、房间、屋顶、右墙及地下室６个部分分别指代用户需求和重要度、??技术特性、技术竞争性评估、关联矩阵、重要的竞争者、技术特性重要度等。??＾拓竑??／④屋顶＼???????／．?’―?＼?重??②天花板?户?对?的???ｍ?重?相关矩阵?＾??①左墙?③房间?⑤右墙?求?要?争???Ｉ?Ｉ度?者??⑥地哼?目标数量??图１－２质量屋布局?图１－３质量屋基本模型??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＯＱ?Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ＨＯＱ??（２）?ＱＦＤ解决问题流程??首先利用Ｋａｎｏ模型对用户需求整理分类，并根据重要性赋予相应的权重；然后??通过ＨＯＱ将用户需求转化为功能要素，并根据用户需求权重得出对应各功能要素的??权重。最后，根据功能要素的权重，即可确定出在产品设计中比较重要的功能。??质量屋如图１－４所示，左墙中的两列表示用户需求项及其相对重要性，“房间”??表示用户需求与功能要素的关联关系，“天花板”表示产品或系统所包含的功能要素，??“地下室”表示功能要素的相对重要权重。??功能要素???重要度?Ａ１?Ａ２?？？？?Ａｍ??ｒｉ?ｂｉ?ｃｉ?ｍ?…ａ??Ｊ?Ｂ２?ｃ２?Ａ?？?…〇??素?Ａ?？．．．⑨??Ｂｎ?ｃｎ?？?Ａ?…Ａ??ｄｌ?ｄ２?＂?？?ｄｍ??？表示强相关
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于生物原型的产品创新设计[J]. 刘晓敏,王建辉,李娇蓉,陈亮. 中国工程机械学报. 2017(06)
[2]空气取水技术研究综述[J]. 李强,郝秀渊. 山西建筑. 2016(31)
[3]基于TRIZ和基因进化理论的产品功能原理创新[J]. 黄水平,刘晓敏,罗祥. 中国工程机械学报. 2016(04)
[4]基于生物-技术特征类比的产品概念设计方法研究[J]. 贾丽臻,刘伟,檀润华,曹国忠. 工程设计学报. 2015(04)
[5]面向工程应用的生物信息系统化建模研究[J]. 刘伟,曹国忠,杜春云,侯晓婷,檀润华. 工程设计学报. 2015(02)
[6]基于TRIZ的机床可重构设计研究[J]. 赵延玲,马苏常. 组合机床与自动化加工技术. 2014(07)
[7]机械系统原理分解对称的作用机理及应用[J]. 冯培恩,曾令斌,邱清盈,李立新. 浙江大学学报(工学版). 2014(02)
[8]基于BioTRIZ的产品创新设计过程[J]. 吉祥,顾新建,代风,刘征. 浙江大学学报(工学版). 2014(01)
[9]基于物元模型的复杂机械产品可重构设计[J]. 黄华,靳岚,芮执元,苟卫东. 计算机集成制造系统. 2013(11)
[10]基于FAST法的可控滑沙板概念设计[J]. 宋云. 机械设计. 2013(06)
博士论文
[1]模糊可重构设计关键技术研究及其在转向架中的应用[D]. 胡光忠.西南交通大学 2012
[2]复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究[D]. 张帅.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于公理化设计的可重构产品系统开发设计研究[D]. 马鲁强.安徽工程大学 2012
[2]功能模拟的理论及应用研究[D]. 孙立志.吉林大学 2007
本文编号：3417029
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