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基于TRIZ的效应研究及其软件实现

发布时间:2020-04-12 02:22
【摘要】: 产品创新意味着需要更多的跨学科的知识结构、更复杂的技术支撑和更完善的创新理论。计算机辅助创新技术可以将多个领域的科学知识有机地综合起来,提供富有创造性的设计方案,成为企业提高新产品开发能力和经济效益的重要手段。 本课题主要研究效应用于概念设计中原理解的确定方法及其软件实现,并将其应用于高炉煤气余压回收透平发电装置(Top Gas Pressure Recovery Turbine,简称TRT)中快速切断阀的改进设计,提出存在问题的解决方案。主要研究工作和结论体现在以下四个方面: 1、效应理论研究及功能—效应—实例(Function-Effect-Example,简称FEE)概念设计过程模型的建立 效应是通过对专利的分析,找出在专利中产品实现的功能和用于实现功能的原理之间的相关性的基础上形成的。研究效应与功能之间的关系,建立了用于实现功能的效应链模型。通过功能与效应之间、效应与实例之间的映射关系,完成需求功能到实现产品功能的原理、到实现原理的结构的转换,建立了FEE概念设计过程模型。FEE模型综合了发明问题解决理论(TRIZ)中的效应理论以及人工智能中基于类比的推理和基于实例的推理,利用该模型可以非常容易、快速地确定满足需求功能的原理解。 2、建立基于FEE模型的效应知识库 要将FEE模型用于概念设计,必须开发出一个大型的效应知识库。对专利进行分析和研究,确定每一专利实现的功能、应用的原理、实现原理的结构、输入参数、输出参数和控制参数等。按功能对效应进行分类,建立基于FEE模型的分层结构效应知识库。按照这种思路建立的效应知识库既可以实现快速查询又可以实现功能的改进,是应用效应解决问题的一种有效途径。 3、快速切断阀驱动系统的改进设计 对TRT系统和快速切断阀结构进行了深入研究,从系统功能的角度描述了快速切断阀存在的问题;按照需求功能通过FEE模型中功能与效应映射关系,确定满足需求功能的效应,产生了新的原理解;并应用裁剪对功能结构进行改进,提出了快速切断阀存在问题的解决方案。在保证实现快速切断阀各项动作的基础上,消除了有害作用,操作更为简单,提高了系统性能。 4、开发基于效应的专用软件 采用第二代面向对象方法的Fusion方法,按照软件工程进行分析,开发产品概念创新设计软件的效应模块。该软件以效应、效应链和FEE模型为理论基础,后台知识库中包括大量的效应和工程实例。按照需求功能进行数据库检索,软件可为用户快速、准确地定位解决问题的效应和实例,提供所有可能的设计方案,大大缩短了产品开发周期,降低了产品开发费用。
【图文】:

快速切断阀,前后对比


.8PrineiPleSolutionofdrivesystemofsPeedyeuttingoffvalve将改进前后的快速切断阀系统进行对比如图5.9所示,可发现改进后的系统比改进前的系统元件数减少了33%,有害功能被全部消除,元件间相互作用减少了43%,简化了系统结构,降低了成本。从系统性能的角度来看,用电磁驱动替代液压驱动消除了液压系统对快速切断阀的负面影响,如灰尘污染液压油、液压油流阻、部分液压仪表可靠性差以及弹簧动力不足等,在保证实现快速切断阀各项动作的基础上,操作更为简单,提高了系统性能。33%﨑桃35%找元件数}兰二兰竺兰军兰竺二兰月01020有害功能数阵竺生二二干二二=月0一D儿件间作用数}兰竺竺兰攀竺二兰二月020闷0有用功能数}竺兰金兰号兰竺二二二{020闷0有用功能数/元件数昌生二=平二二=川0510图5.9快速切断阀改进前后对比结果F19.5.9TheImProvedResultofTheSPeedyCuttingOffValve针对高炉TRT系统中快速切断阀存在的问题,依据FEE模型提出了应用“反向鱼骨、功能分析一效应链模型一裁剪一原理解”来分析和解决问题的方法。反向鱼谓·图和功能分析以一套复杂而清晰的系统功能结构图形对于存在的问题加以描述

效应,模块,剪切板,文档


在效应模式、关联效应模式或控制效应模式下,可获得满足需求功能的原理解。6一6一1效应模块主界面当打开效应模块时,会看到卜面的窗口,,如图6.13所示。一l口l困文件旧编辑旧查看凹带助的。‘二。“。画刘{礴到面,’噜趋步介回问题描述关键字众查找石设置产复位丝毅丝掇鲤用户效尽图6.13效应模块主窗口F19.6.13Mainwondowofeffeetmould卜具栏简介:将当前选中部分复制到剪切板将剪切板中的对象复制到当前位置皂电D新建文档喻打开文档网保存当前文档品消除当前选中部分并将其传送到剪切板回全屏显示
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH122

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