面向用户需要的机械产品可拓概念设计方法研究

发布时间：2020-08-28 06:36

【摘要】：伴随着社会的进步和市场产品的多样化,企业之间以产品、服务以及技术为依托的竞争日益激烈,因此以产品为主导的包括服务、技术的创新成为社会与企业关注的重点。支撑产品创新的方法研究与运用也渐渐成为众多领域广泛关注的焦点。在众多已有的产品开发方法中,普遍以用户的需求作为起点,在这个过程中会存在诸多用户“需求”信息的遗漏;同时,产品功能的设计以及对应技术问题的解决方面缺乏准确而高效的方法,等等。这些问题的存在会导致整个产品开发过程中发生时间的浪费和成本的增加,甚至影响企业的行业地位。本文基于可拓学知识对机械产品的概念创新设计方法进行研究,提出一种面向用户需要的机械产品可拓概念设计方法。该方法利用可拓学中的事元理论,从用户需求的根源“需要”出发,对产品开发过程中用户需要的获取过程及分析方法进行研究,找到有效避免用户需要信息调查过程中信息遗漏问题的方法,并将调查到的用户需要信息与产品功能相结合,通过需要事元向功能事元的映射得到产品的功能信息,通过对功能事元进行拓展分析以及可拓变换,最后进行评价和优选得到产品最终的功能信息。在此基础上利用事元理论对功能实现的技术信息进行描述,并通研究功能部件之间相关关系变换的方法来对技术方面存在的问题进行研究和解决。此时产品的功能以及对应实现功能的部件基本确定,通过功能事元的映射得到产品的结构关系元,为产品结构创意的生成提供信息支持,通过选择得到若干合理的结构创意。综合以上信息进行整合,形成完整的产品概念并进行评价和优选。最后,通过实际产品的概念设计验证此方法的有效性。本文的创新点如下:(1)从用户的需要出发,进行需要调查和分析,利用事元理论对用户的需要和产品功能进行形式化研究,充分挖掘用户对待创造产品的需要信息,首次提出需要事元与功能事元的映射方法,将用户最真实准确的需要与待创造产品结合,设计出更加能够满足用户需要的产品。(2)对可拓学中的相关分析理论进行深入研究,提出物元之间相关关系的变换方法并用于解决产品功能实现方面的技术问题;同时提出事元的相关分析方法,通过建立事元的评价复合元用于相关分析,有效地解决了在产品概念设计过程中功能事元的相关分析;在此基础上提出根据功能事元映射产品结构关系元的方法,为产品的功能实现以及结构设计提供有效的分析方法和解决手段。(3)基于上述理论和方法研究的成果,形成一种行之有效的面向用户需要的机械产品可拓概念设计方法。本文提出的用户需要与产品功能的形式化研究解决了根据用户需要准确确定产品功能的方法,能够有效的解决原有根据用户需求进行概念设计过程中产生的信息遗漏问题。同时本文还对可拓学相关分析理论进行了深入的研究,提出了事元相关分析的方法以及动态物元间相关关系的变换方法,在对相关分析理论进行完善的基础上,为产品概念设计过程中功能实现对应的技术问题进行研究和解决的有效方法。在完善可拓学第一创造法的基础上,形成一种更具可操作性,更有效的机械产品概念设计方法。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH122

【参考文献】