全生命周期设计方法论的教学及应用

现代工程教育要求毕业学生具有面向产品全生命周期设计的能力,然而在教学中增加全生命周期设计的内容及推广尚缺乏完备的理论及方法体系,相关研究还处于发展阶段,因此在教育教学中需要针对全生命周期设计的教学内容开展边改进边教学的持续改进教学研究。对于不具有丰富设计经验及渊博知识基础的普通高校学生群体而言,全生命周期设计的学习及实践难度大。面向初入行者、学生群体的学习需求,结合Triz理论的功能分析及功能模型优化方法,提出一种用于产品全生命周期优化设计的方法论,将其融入机械专业核心课“机械加工装备及控制技术”的教学内容中,并基于教学效果分析对该内容的教学进行持续改进研究,另一方面结合企业生产现状及其发展动态,建立持续更新的案例信息库,作为装备产品全生命周期分析及优化的依据。所提出全生命周期设计方法论,首先针对产品存在优化需要的环节进行分析,建立对应的功能模型,明确优化指标,识别不足功能及有害功能,利用裁剪/修补法对功能模型进行优化,再通过专业的设计知识将优化后的功能模型落实到具体的设计中,该方法论具有Triz理论模式化、易操作的特点。