基于TRIZ的机械产品创新设计研究 点击:143 | 回复:0



天行健咨询

    
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发表于:2021-03-10 09:33:13
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螺丝刀产品创新――基于TRIZ


①定义设计需求、确定功能


对产品的要求为有以下两点:具有方便灵活使用特点的手动螺丝刀;具创意性,可增加在市场上的竞争力。首先考虑螺丝刀操作上的原理及使用的状况,其最主要的功能为锁紧及拆卸螺丝,所以把目标放在能够快速且省力的将螺丝锁紧或是拆卸,是一个非常确切的产品设计方向,以“力”、“时间损失”、“可操作性”作为改进的工程特性。


TRIZ创新方法的重大发现和定义(图1)


②建立基础功能模块


选定其最具代表性且功能上最基本的一种产品作为基础,建立该类产品的基础功能模块,接下来再运用创新法则在功能模块上增加新的功能,以产生新的概念设计。选择最常见的带棘轮的螺丝刀建立其功能模型,将与棘轮相关的各组件组成为一个次系统视为一个组件,不考虑棘轮内相关组件间的相互关系,只考虑整个次系统组件提供的有益功能与有害功能。


TRIZ进化法则与新材料研发问题解决(图1)


③功能组件模组的建立与增加


对特定产品,首先由设计需求来决定要改进的工程特性,其次找出对应该工程特性的创新法则,最后将想出的新方法建构成功能组件模块并存人数据库中,集合成为“功能组件数据库一。以“分割”为例,TRIZ对此法则的解释为:将一个物体划分成相互独立的零件;使物体分成容易组装及拆卸的部分;增加物体相互独立的程度。配合要改善的工程特性“力”来思考,得到了新的想法,若在螺丝刀头上分割出一可作为力臂的组件,则可有效的增加使用时的扭力,这就是由设计需求定出特定工程特性,再来产生新概念的内涵。


TRIZ研发理论


④组合基础功能模块与功能组件模组


由前面所建立起用于螺丝刀设计的产品功能模块数据库与功能组件模块数据库,使用二者配合TRIZ设计软件来进行产品的概念设计。此方法好比堆积木,首先选择一块大积木(基础产品功能模型)做地基;然后再选择要堆放的各种小积木(功能组件模块);最后决定堆放的位置(将功能与组件做连结),由排列组合的概念来产生大量的新设计。在加入功能组件模块后再应用软件进行修剪,将组合产生的新产品功能模型加以最佳化,得到最后需要的概念设计。


⑤创新设计软件的评估与裁剪功能


在组合产品功能模型与功能组件模块,产生初步的创新功能模型后,要对产生的新功能模型进行组件价值的评估修剪,以消除因任意连接功能与组件所可能产生的矛盾。功能等级与功能模型中各组件的连结状况有关,而问题严重性需由功能模型中各问题作用的等级计算出,在软件中会自动为使用者计算。




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