创新问题解决理论（TRIZ）在产品设计领域的应用研究

论文摘要

设计理论为设计活动提供理论证据,指导设计者进行设计,在产品开发中起着重要的作用。本论文的主要目的是研究创新问题解决理论及其在产品设计中的应用,使产品设计人员摆脱对设计经验的依赖,获得结构化的创新产品概念产生方法。主要工作内容如下:1、创新问题解决理论是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、工具和算法组成的问题解决理论。详细分析了该理论的理论基础,基本概念和工具方法,给出了基于TRIZ的创新问题解决基本流程,提出了TRIZ比传统创新思维方法的优势在于通过结构化的方法约束创新解的搜索空间,在理想解的指引下,得到创新问题的最优解。2、产品概念设计是产品设计的第一步,阐述了产品概念设计的概念、特点以及发展趋势。并应用TRIZ的相关工具算法建立了一个集成创新概念设计模型,分析了模型的各个应用步骤,并对相应的TRIZ工具进行了改进,最后给出了案例分析证明了所提模型的有效性。3、不同背景下发展起来的设计理论各有自己适合的应用领域,新技术的发展,产品开发变得越来越复杂,而上市时间和产品生命周期却越来越短,这使得单一的设计理论无法满足产品设计的要求,因此需要把不同设计理论中的设计工具集成为统一的设计模型以适应产品设计过程中的各阶段。对公理化设计和TRIZ理论进行了分析比较,探讨了其内在的联系和区别,建立了一个产品概念设计过程集成模型,最后给出了应用案例,案例显示,模型能够缩短创新概念的产生时间。4、随着产品的日趋同质化,仅仅依靠功能的创新已经不能适应激烈的市场竞争。基于此,必须考虑消费者的情感要素,即进行情感性能创新,分析了消费者决策心理的变化及情感设计的基本特点,指出TRIZ理论主要应用于产品的结构创新,必须结合工业设计进行情感创新才能赢得竞争。5、信息技术革命的到来使得企业信息系统的应用变得普遍,但是也带来了各种概念的混乱,使得企业的选择产生了困难。应用TRIZ的技术系统演化规律,从演化动力、宏观和微观三个层次分析了软件产品—管理信息系统的发展趋势,为企业和信息系统开发商提供了明确方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 问题提出
• 1.1.2 问题界定
• 1.2 产品设计理论与方法研究概述
• 1.2.1 发展回顾
• 1.2.2 主要设计理论和方法述评
• 1.2.3 现有设计理论的不足和发展方向
• 1.3 创新问题解决理论（TRIZ）研究现状
• 1.3.1 国外
• 1.3.2 国内
• 1.4 研究内容与组织安排
• 1.5 论文的研究方法和技术路线
• 1.5.1 研究方法
• 1.5.2 技术路线
• 2 TRIZ理论研究与比较
• 2.1 引言
• 2.2 TRIZ定义
• 2.3 理论基础
• 2.3.1 创新问题
• 2.3.2 创新模式
• 2.3.3 创新等级划分
• 2.3.4 技术系统演化模式
• 2.4 基本概念
• 2.4.1 理想度
• 2.4.2 矛盾（或冲突）
• 2.4.3 资源
• 2.5 主要工具和方法
• 2.5.1 矛盾矩阵、创新原理和分离原理
• 2.5.2 物质场分析模型和76个标准解
• 2.5.3 创新问题解决算法
• 2.5.4 知识效应库
• 2.5.5 预期失效判定
• 2.6 TRIZ问题解决流程
• 2.7 TRIZ与其它创新思维的比较
• 2.7.1 试错法
• 2.7.2 头脑风暴和平行思考
• 2.7.3 TRIZ与传统创造性思维方法的主要区别
• 2.8 TRIZ与可拓理论的比较
• 2.8.1 差异比较
• 2.8.2 内在联系
• 2.9 基于TRIZ的产品设计应用框架
• 2.10 小结
• 3 基于TRIZ的产品创新概念设计研究
• 3.1 引言
• 3.2 概念设计的研究与发展趋势
• 3.2.1 概念设计的内涵
• 3.2.2 概念设计的研究内容
• 3.2.3 概念设计研究的发展趋势
• 3.3 基于TRIZ的产品创新概念设计模型
• 3.3.1 功能分析
• 3.3.2 功能—部件关系分析
• 3.3.3 成熟度分析
• 3.3.4 演化趋势分析
• 3.3.5 理想解分析
• 3.3.6 效应替代分析
• 3.3.7 确定功能单元
• 3.3.8 资源分析与客户需求辨识
• 3.4 基于TRIZ的洗衣机创新概念设计
• 3.4.1 功能分解和功能/部件关系分析
• 3.4.2 技术成熟度分析
• 3.4.3 演化趋势分析
• 3.4.4 理想解分析
• 3.4.5 效应替代分析
• 3.4.6 创新概念
• 3.5 小结
• 4 基于TRIZ的设计理论比较及其集成研究
• 4.1 引言
• 4.2 公理化设计理论概述
• 4.2.1 域、曲折映射和层级结构
• 4.2.2 独立公理和信息公理
• 4.3 比较研究
• 4.3.1 立足点
• 4.3.2 相关概念和工具的比较
• 4.3.3 应用范围比较
• 4.3.4 研究小结
• 4.4 集成模型
• 4.5 案例分析
• 4.5.1 车轮罩改进设计应用分析
• 4.5.2 微型粒子的混合方法选择
• 4.6 小结
• 5 基于TRIZ的情感设计研究
• 5.1 引言
• 5.2 情感在设计中的作用
• 5.3 情感设计的主要特点
• 5.3.1 消费者决策的非理性
• 5.3.2 情感化、纯精神性
• 5.3.3 追求个性,表达自我
• 5.3.4 追求情感体验
• 5.4 情感设计理论的研究概述
• 5.5 基于TRIZ的情感设计
• 5.5.1 TRIZ理论的不足
• 5.5.2 工业品和消费品
• 5.5.3 TRIZ与情感设计理论的结合
• 5.6 洗衣机情感设计应用
• 5.6.1 增加音乐功能
• 5.6.2 增加气味功能
• 5.6.3 增加视频功能
• 5.7 小结
• 6 基于TRIZ的MIS演化分析
• 6.1 引言
• 6.2 技术系统演化规律概述
• 6.2.1 基本假定
• 6.2.2 宏观层次演化规律
• 6.2.3 微观层次演化路线
• 6.3 基于TRIZ企业管理信息系统演化分析
• 6.3.1 管理信息系统的演化动力分析
• 6.3.2 管理信息系统的宏观层次演化规律分析
• 6.3.3 管理信息系统的微观层次演化路线分析
• 6.4 用友企业管理软件演化分析
• 6.5 小结
• 7 总结与展望
• 7.1 主要工作内容
• 7.2 主要创新之处
• 7.3 未来研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录