基于TRIZ面向功能的机械产品概念设计模型研究

发布时间：2020-06-09 07:40

【摘要】：概念设计对于实现新产品的源头创新,奠定产品在市场中的竞争优势具有重要的意义。目前概念设计领域设计方法众多,但大多为广义设计方法,不能完全契合机械产品的功能特点,因此亟需构建一种面向机械产品功能的具有指导企业研发实践的概念设计过程模型。本文以提高机械产品概念设计的质量和效率为目标,采用理论研究与实例验证相结合的研究方法,构建一种基于TRIZ面向功能的机械产品创新概念设计模型,以期为机械产品的概念设计提供技术支持。功能求解是产品概念设计的核心,本文在研究机械产品功能特点的基础上,建立机械功能集与机械产品功能-效应库,通过目的功能分析,利用FOS(Function-oriented search功能导向搜索)顺序查询创新资源库,基于知识驱动求解目的功能的原理解,并在此基础上构建目的功能原理解求解模型。本文主要对原型综合法目的功能原理解进行后续的功能创新求解开展研究。TRIZ是一种基于知识驱动的创新设计方法,其本身没有直接用于新产品设计的指导框架,需要结合其他创新设计方法建立产品概念设计模型。本文面向原型综合法目的功能原理解,以TRIZ理论为基础,研究构建基于系统扩展-裁剪、特性转移、结构属性改变、参数属性改变的功能创新设计路径。综合基于技术系统进化的系统扩展裁剪方法、基于资源分析的系统特性转移方法、基于物场进化的结构属性改变和基于物理矛盾与发明原理的参数属性改变的四种功能求解方法,构建基于原型综合的功能原理解求解设计模型,并通过一种秸秆压块成型机的概念设计验证模型的有效性。本文的研究成果可为机械产品概念设计的研究提供新思路,为企业创新设计提供方法支撑,对于面向功能的机械产品开发具有指导意义。
【图文】：

的需求转化为工程师理解的设计语言，即功能。逡逑Ｐａｈｌ和Ｂｅｉｔ＃：！从系统工程角度，将功能定义为以完成任务为目的的系统的一般输入逡逑与输出关系，这一描述可用图２－１所示的黑箱模型来表示。逡逑物质邋ｊｊ物质逡逑输能量产品能量逦输逡逑＼邋－邋逦？逦逦？－屮逡逑Ａ逦信息信息逦Ｋ逡逑逦逦逦？逡逑图２－１功能黑箱模型图逡逑机械产品的功能是指机械产品所具有的用于满足用户需求的能力或属性，如图２－２逡逑所示，将用工具体（执行装置）对作用对象的作用结果来描述机械产品的功能，反应了逡逑机械产品的工具属性。该功能模型的完整描述包括执行装置（实施动作的元素）、作用逡逑对象（承受动作的系统元素）及这两个元素间的相互作用。逡逑执行装Ｓ邋，邋作用一逡逑图２－２基本功能模型图逡逑２．１．２功能的规范化定义逡逑功能定义就是对功能的描述。一般的功能描述往往采用自然陈述的方式，这类描述逡逑是从人的直观经验出发，往往不能反映功能的实质。例如，钢盔的功能往往会被直观的逡逑理解为阻止子弹，但其实际工作原理是借助钢盔改变子弹飞行轨迹，从而保护士兵。此逡逑夕卜，对于同样的功能，不同的设计人员可能会用不同的方式来描述，这样的功能定义往逡逑往会造成技术人员之间的交流。基于以上原因

的需求转化为工程师理解的设计语言，即功能。逡逑Ｐａｈｌ和Ｂｅｉｔ＃：！从系统工程角度，将功能定义为以完成任务为目的的系统的一般输入逡逑与输出关系，这一描述可用图２－１所示的黑箱模型来表示。逡逑物质邋ｊｊ物质逡逑输能量产品能量逦输逡逑＼邋－邋逦？逦逦？－屮逡逑Ａ逦信息信息逦Ｋ逡逑逦逦逦？逡逑图２－１功能黑箱模型图逡逑机械产品的功能是指机械产品所具有的用于满足用户需求的能力或属性，如图２－２逡逑所示，将用工具体（执行装置）对作用对象的作用结果来描述机械产品的功能，反应了逡逑机械产品的工具属性。该功能模型的完整描述包括执行装置（实施动作的元素）、作用逡逑对象（承受动作的系统元素）及这两个元素间的相互作用。逡逑执行装Ｓ邋，邋作用一逡逑图２－２基本功能模型图逡逑２．１．２功能的规范化定义逡逑功能定义就是对功能的描述。一般的功能描述往往采用自然陈述的方式，这类描述逡逑是从人的直观经验出发，往往不能反映功能的实质。例如，钢盔的功能往往会被直观的逡逑理解为阻止子弹，但其实际工作原理是借助钢盔改变子弹飞行轨迹，从而保护士兵。此逡逑夕卜，对于同样的功能，不同的设计人员可能会用不同的方式来描述，这样的功能定义往逡逑往会造成技术人员之间的交流。基于以上原因
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH122

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本文编号：2704367