论文题目: 基于创新问题解决理论的产品设计方法及其应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 管理科学与工程
作者: 丁俊武
导师: 韩玉启
关键词: 创新问题解决理论,产品设计,设计过程,技术系统演化,技术预测,需求分析,公理化设计,比较分析,集成模型,可持续设计
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
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、详细分析了各版本的TRIZ技术系统演化理论，在此基础上提出分为三个基本假设、两个演化层次和多条演化路线的演化层次系统。结合管理科学、市场营销等学科的研究成果，建立了基于TRIZ技术系统演化理论的技术发展预测技术，对其用于技术系统的演化潜力预测和创新设计进行了研究，最后指出了技术系统演化理论的发展方向。 3、产品需求分析是产品设计的第一步，是连接市场、用户和产品开发过程的桥梁。建立了基于TRIZ的产品需求获取模型，综合了市场拉动和技术推动两种确定客户需求信息模式的优点，从产品内部的功能属性分析入手，应用TRIZ的技术系统演化规律和其他TRIZ工具来获取产品设计需求信息。案例研究证明了该模型可以得到客户的规范需求和潜在需求，对产品的创新概念设计起到指导作用。 4、比较了公理化设计理论和TRIZ的基本区别和联系，建立了基于公理化设计理论和TRIZ的产品集成模型用于产品的创新概念设计。该模型通过TRIZ工具寻找设计方案的通用解，利用设计公理判断功能需求的独立性和设计方案的优劣，集中了两种理论的优点。案例分析表明了模型的有效性，能够大大缩短创新概念的产生时间。 5、可持续设计是可持续发展观在产品设计领域里的反映，是一种全新的设计理念。分析了可持续设计的产生背景，总结出其概念、特点和设计准则，探讨了可用于可持续设计的理论工具，建立了TRIZ描述矛盾矩阵的通用工程参数和面向环保的产品设计准则的相关性，提出了环保设计时应用TRIZ矛盾矩阵和创新原理解决设计问题的基本步骤，案例分析表明了方法的合理性。最后总结了实施可持续设计的策略和相关建议。
论文目录:
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. 影响现代产品设计理论的主要理念
1.2.4. 现有设计理论的不足和发展方向
1.3. 创新问题解决理论研究现状
1.3.1. 国外
1.3.2. 国内
1.4. 研究内容与组织安排
2. 创新问题解决理论研究
2.1. 引言
2.2. TRIZ定义
2.3. 理论基础
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
2.6. TRIZ问题解决流程
2.7. 基于认知科学和思维心理学的创新思维研究
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. 小结
3. 基于TRIZ的技术系统演化理论与应用研究
3.1. 引言
3.2. 技术系统演化的动力机制和社会选择形式
3.3. TRIZ技术系统演化框架模型
3.3.1. 基本假定
3.3.2. 宏观层次演化趋势
3.3.3. 微观层次演化路线
3.3.4. 演化框架模型
3.3.5. 案例
3.4. 基于 TRIZ技术演化理论的技术预测
3.4.1. 技术预测方法的演变
3.4.2. 主要定性技术预测方法简介
3.4.3. 技术系统成熟度预测
3.4.4. 演化潜力预测
3.5. 基于 TRIZ演化理论的创新设计
3.6. 新的研究方向
3.7. 小结
4. 基于 TRIZ的产品需求获取研究
4.1. 引言
4.2. 产品需求分析的概念及其特点
4.2.1. 需求分析的概念
4.2.2. 产品需求的特点
4.3. 确定产品需求的模式
4.3.1. 技术推动模式
4.3.2. 市场拉动模式
4.3.3. 两种模式的研究现状
4.3.4. 耦合模式
4.4. 基于 TRIZ的客户需求获取模式的可行性分析
4.4.1. 产品设计的一般过程
4.4.2. 技术系统的演化规律性
4.4.3. 潜在需求信息的传播规律
4.5. 基于 TRIZ的客户需求信息获取分析模型
4.5.1. 功能需求分析
4.5.2. 功能一部件关系分析
4.5.3. 演化趋势分析
4.5.4. 资源分析与客户需求辨识
4.6. 案例研究
4.6.1. 功能分解和功能/部件关系分析
4.6.2. 技术成熟度分析
4.6.3. 演化趋势分析举例
4.6.4. 需求辨识
4.7. 小结
5. 基于 TRIZ的设计理论比较及其集成研究
5.1. 引言
5.2. 公理化设计理论概述
5.2.1. 域、曲折映射和层级结构
5.2.2. 独立公理和信息公理
5.3. 比较研究
5.3.1. 立足点
5.3.2. 相关概念和工具的比较
5.3.3. 应用范围比较
5.3.4. 研究小结
5.4. 集成模型
5.5. 案例分析
5.5.1. 车轮罩
5.5.2. 微型粒子的混合
5.6. 小结
6. 基于 TRIZ的可持续设计研究
6.1. 引言
6.2. 可持续发展
6.2.1. 传统经济发展模式的缺陷和危机
6.2.2. 可持续发展观的提出对产品设计界的影响
6.3. 可持续设计的概念、特点和设计准则
6.3.1. 概念
6.3.2. 主要特点
6.3.3. 设计准则
6.4. 面向可持续设计的设计工具和方法
6.4.1. 产品生命周期评价
6.4.2. 面向回收的设计
6.4.3. 面向拆卸的设计
6.5. TRIZ工具在可持续设计中的应用研究
6.5.1. 技术系统演化规律
6.5.2. 创新原理和矛盾矩阵
6.5.3. 理想化水平
6.5.4. 资源分析
6.5.5. 预期失效判定
6.5.6. 案例研究
6.6. 可持续设计实施的策略和建议
6.6.1. 我国可持续设计的发展现状
6.6.2. 观念转变
6.6.3. 设计管理
6.6.4. 对策和建议
6.7. 小结
7. 总结与展望
7.1. 主要工作内容和结论
7.2. 主要创新之处
7.3. 未来研究展望
参考文献
致谢
附录
发布时间: 2006-12-06
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- [1].机械产品创新设计信息化建模、求解及其关键技术研究[D]. 张付英.天津大学2004
- [2].基于知识工程的产品创新设计关键技术研究[D]. 熊志勇.武汉理工大学2007
- [3].基于公理化的产品设计理论及应用研究[D]. 王平.南京航空航天大学2006
标签：创新问题解决理论论文; 产品设计论文; 设计过程论文; 技术系统演化论文; 技术预测论文; 需求分析论文; 公理化设计论文; 比较分析论文; 集成模型论文; 可持续设计论文;