驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的概念設(shè)計(jì)過程及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來,TRIZ理論在概念設(shè)計(jì)問題求解的應(yīng)用方法研究成為熱點(diǎn),主要緣于TRIZ理論的抽象性和豐富性。豐富性使得TRIZ理論適合處理設(shè)計(jì)中遇到的多樣的、復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題,抽象性有助于激發(fā)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新思想。然而,抽象性和豐富性也給TRIZ理論的學(xué)習(xí)和應(yīng)用帶來了困難,即設(shè)計(jì)者如何選擇TRIZ理論的工具、如何將抽象的TRIZ理論知識轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)問題的解。針對這一問題,本文研究概念設(shè)計(jì)求解過程,以功能求解、解的診斷、改良為主線,通過設(shè)計(jì)中遇到的問

2、題引導(dǎo)TRIZ理論多種工具的集成應(yīng)用,形成面向技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的概念設(shè)計(jì)求解過程模型,并研究其實(shí)現(xiàn)的支持技術(shù)。
　　本文主要研究內(nèi)容包括六個(gè)方面:
　　1.研究驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的概念設(shè)計(jì)求解過程。以提高技術(shù)系統(tǒng)理想度為目標(biāo),總結(jié)影響技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的關(guān)鍵因素,將進(jìn)化問題歸類問功能求解和技術(shù)系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系改良問題,抽象出技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的驅(qū)動(dòng)知識,對可供性概念進(jìn)行擴(kuò)展,將其用于驅(qū)動(dòng)知識的描述,形成功能、行為、結(jié)構(gòu)、可供性四種驅(qū)動(dòng)知識,提出

3、以驅(qū)動(dòng)知識集成TRIZ理論多種求解工具的目標(biāo);針對TRIZ理論知識抽象這一特征,研究通過驅(qū)動(dòng)知識之間的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)抽象知識向具體知識轉(zhuǎn)化的的支持技術(shù),通過對情景設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力的來源進(jìn)行分析,提出以FBS-A(Function Behaviour Structure Affordance)知識表示法來支持情景設(shè)計(jì)的未預(yù)見發(fā)現(xiàn)過程。在此工作的基礎(chǔ)上,提煉出能夠集成應(yīng)用TRIZ理論知識庫和求解工具的概念設(shè)計(jì)求解過程U-FES(Unexp

4、ected Discovery Function Effects Example Structure)過程模型。
　　2.研究以U-FES過程為基礎(chǔ)的功能問題求解實(shí)現(xiàn)技術(shù)。討論了模型中設(shè)計(jì)任務(wù)抽象、功能分解、映射過程的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。采用動(dòng)名詞+流的形式來支持U-FES模型上述操作過程中的功能表達(dá);對TRIZ理論功能效應(yīng)目錄的結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展,以TRIZ理論功能詞匯為基礎(chǔ)建立了功能語義本體結(jié)構(gòu),使其滿足功能求解過程中功能語義的一致理解的

5、要求,并建立效應(yīng)庫和效應(yīng)實(shí)例庫結(jié)構(gòu),來支持功能到效應(yīng)實(shí)例的映射關(guān)系。在此基礎(chǔ)上討論了功能至效應(yīng)實(shí)例映射的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
　　3.研究情景類比方法來支持功能元求解和功能元解的診斷。針對來自于不同專業(yè)領(lǐng)域的效應(yīng)實(shí)例與目標(biāo)設(shè)計(jì)不存在明顯相似,以至于給類比帶來困難這一問題,提出采用情景FBS(Situated Function Behaviour Structure)模型支持的未預(yù)見發(fā)現(xiàn)UXD(Unexpected Discovery)驅(qū)動(dòng)的

6、創(chuàng)新過程,利用未預(yù)見發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知特點(diǎn)來支持抽象的效應(yīng)實(shí)例向具體專業(yè)領(lǐng)域的功能元解轉(zhuǎn)化。建立可供性表示法,提出以可供性表示為基礎(chǔ)的UXD驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的情景類比方法,通過這一情景類比方法,在設(shè)計(jì)的早期對效應(yīng)實(shí)例分析發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)計(jì)中存在的、需要改良的問題。
　　4.研究技術(shù)系統(tǒng)總體理想度提高的方法。針對由功能元解組合而成的技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的理想度提高問題,研究基于可供性表示的理想度定義方法,通過可供性分析來發(fā)現(xiàn)對技術(shù)系統(tǒng)理想度提高阻礙較大的因素

7、,從而將技術(shù)系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系與技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化目標(biāo)結(jié)合起來,為技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化目標(biāo)的確定提供依據(jù)。
　　5.研究技術(shù)系統(tǒng)中存在多沖突時(shí),主要沖突問題選擇的方法。針對概念解改良過程中會(huì)存在多個(gè)阻礙進(jìn)化的沖突,而這些沖突對技術(shù)系統(tǒng)的阻礙程度不同且難以完全消除這一問題,提出了重要度和廣泛度的概念及計(jì)算方法,以此為基礎(chǔ)建立了主要沖突的選擇提供量化方法。
　　6.在前述研究的基礎(chǔ)上,討論了人與計(jì)算機(jī)交互的U-FES實(shí)現(xiàn)過程,建立了基于U-FES