基于原理实例检索的可变功能产品功能升级再设计

针对可变功能产品随市场变化导致其功能和性能存在不足之处的情况,提出了用于该类产品功能升级再设计的"原理实例检索法".首先,归纳总结出功能升级的4种基本类型,依据总结出的功能升级类型,从功能需求的角度出发,提出了一个功能升级辅助再设计软件原型系统,用以进行原理实例的检索.若检索结果无相关原理或实例支持功能升级,则对升级功能进行TRIZ(发明问题解决理论)工程参数转化,通过构建冲突矩阵获得创新原理解.以电动工具为例,建立的功能升级辅助再设计系统搜集了用于实现电动工具常见功能的基本原理和实例,并利用Access数据库和Visual Basic 6.0对设计信息进行存储和原型系统构建.其次,对升级功能结构和原共享结构间的匹配情况进行分析,得出结构匹配可能出现的5类基本情况.最后,以电钻"打磨固体"升级功能设计为实例,利用上述功能升级再设计方法,设计出了磨砺性能良好的"去锈打磨盘",验证了所提出的可变功能产品功能升级再设计方法的可行性.

可变功能产品功能使用模型及基于模型的关联耦合性分析

开展可变功能产品的构件关联性与功能耦合性的研究对设计该类产品有着重要的实用价值.针对现有研究未能考虑功能使用情况的不足,提出了可变功能产品功能使用模型的概念,通过对各可变功能附加使用情况信息,构建了可用以描述同一产品不同使用情况的功能使用模型;随后将功能使用模型与功能-构件关联矩阵相结合,提出了一种考虑功能使用情况的构件关联性与功能耦合性的量化方法.最后,通过一可变功能料理机的案例,阐述了该方法的可行性及实施过程,并基于构件关联性和功能耦合性的求解结果,得出了对设计面向使用的产品或对现有产品进行改进设计具有指导意义的结论.

面向装配的可变功能产品再设计研究

可变功能产品由于多功能及功能可变的特点,在使用过程中往往需要频繁进行功能切换和零部件的拆装.为改善该类产品的装配性能,有必要对其进行面向装配的再设计.本文首先对可变功能产品的功能优先度与使用度进行分析,然后基于优先度和使用度对产品功能结构进行调整,并对再设计中新引入的零件进行技术经济性分析,在此基础上提出可变功能产品面向装配的5条再设计准则以及基于这些准则的再设计步骤,最后以实例验证所提出方法的可行性.

基于操作便捷性和安全性的可变功能应急产品应急效能评估

为更全面地评估可变功能应急产品的应急效能,降低因应急效能问题导致的财产损失和人员伤亡的可能性,同时也为该类产品的设计开发提供技术支持,提出了可变功能应急产品的应急效能评估方法.首先,根据可变功能应急产品的自身特点和使用环境情况,构建以操作时间、操作难度、使用安全性为基础的可变功能应急产品的应急效能评估指标体系.在此基础上,引入层次-熵权法确定评估指标的权重,并通过保守型效用函数统一量纲,建立可变功能应急产品的应急效能评估模型,为基于再设计策略的可变功能应急产品的设计开发提供评判依据.最后以两款多功能自救座椅为案例,验证所提出方法的可行性.

基于SA-FBS-TRIZ理论的可变功能应急产品设计方法

针对当前应急产品品种单一、产品闲置、缺乏专门的设计理论等问题,提出了基于SA-FBS-TRIZ理论的可变功能应急产品设计方法,以期为此类产品的设计开发提供一个可行的技术途径。其中SA是指情景分析(Scenario Analysis),FBS是指功能-行为-结构设计模型(Function-Behavior-Structure),可变功能是指应急功能与日常功能可以相互切换。首先,以保护使用者的生命及财产安全作为设计开发应急产品的出发点,对所要设计的应急产品进行情景分析,构建情景演变图,明确其主要功能的变化流程,其中的产品功能由TRIZ产品VOP(Verb-Object-Parameter)功能模型定义。其次,分析系统内功能改变的各种方法,构建可变功能应急产品的FBS设计模型,据此将功能的变化映射到结构的变化上,从而获得设计所需的FBS信息。最后,通过SAFC(Substance-Attribute-Function-Causal Result)模型分析产品的技术矛盾和物理矛盾,并通过TRIZ矛盾矩阵和发明问题解决原理进行化解,最终获得产品的设计方案。文中以公交车把手为设计对象验证该方法的可行性与有效性。