介绍了类比源设计与功能类比作用原理,从两者作用原理及发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的相关性描述得到启发,提出基于TRIZ的类比源设计求解过程模型。首先,借助于所建立的产品功能结构模型,找出用户需求...
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介绍了类比源设计与功能类比作用原理,从两者作用原理及发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的相关性描述得到启发,提出基于TRIZ的类比源设计求解过程模型。首先,借助于所建立的产品功能结构模型,找出用户需求与产品各功能之间的关联性。其次,将用户需求权重值赋予相关的产品各分功能,从而得到产品功能相似度矩阵,再利用Matlab工具对该矩阵进行标准化,这有利于类比源设计与待设计问题之间相关性的定量化表示。最后,构建出一种基于TRIZ及功能类比的概念设计过程模型。以紫外光油烟净化机为例,对其功能类比源设计的功能相似度进行分析,并利用有效价值分析法对所获得的功能原理解方案进行评价,验证了所构建模型的正确性。
现有的类比设计研究侧重于解决类比映射方面的问题,目标是寻求一种能够在设计问题与现有知识之间构建映射的方法,并最终获取可以类比的实例。对于类比得到的设计原型的筛选,以及能够使类比原型成为最终设计方案的修正方法是类比设计急需深入研究的关键问题。本文提出了一种基于类比的概念设计方法。首先,对适用于类比映射的知识表达方式和设计原型中知识的有效性进行分析研究,然后对类比原型的变型设计和解决类比原型与设计需求之间的矛盾等问题进行了研究,最后并开发了类比分析求解的原型系统。主要研究工作如下:1.提出了一种面向概念设计的类比映射知识表达方法,构建了相应知识库。考虑到知识粒度对创新度的影响并且为了满足类比映射对知识表达的多方面匹配要求,采用需求层、功能层、行为层、结构层和实例层对应的知识属性,来进行实例知识的表达,研究多层类比映射中类比知识的表达方法,通过行为层、结构层为类比实例转化过程提供原理知识,有效提高了类比创新的效率。2.提出了一种基于类比的概念设计流程,以爬楼机设计为例进行了推演和验证。结合类比创新思维特点,提出一种以功能分解动作为分析对象的设计需求再现方法,并且利用匹配公式,模糊粗糙集约简和发明问题解决理论(TRIZ,Theory of Inventive Problem Solving)的矛盾分析方法完成了类比设计方案的求解。与其他类比设计研究相比,实现了有效类比原理的提取和类比实例转化的详细过程。3.基于前述的理论方法开发了类比分析求解的原型系统,用于类比概念设计的辅助求解,以爬楼机为例说明理论方法的有效性。
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