基于创造性模板的机械产品创新设计方法研究

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在知识经济时代,日益增强的市场竞争对企业的产品创新能力提出了更高的要求。一个企业能否持续不断地进行产品更新,开发出适合市场需求的新产品,成为决定该企业能否实现持续稳定发展的重大问题。创新能力是当今企业在竞争激烈的全球化市场中生存和发展的关键因素,而创新设计作为产品设计中的核心内容,很大程度上决定着企业的竞争力。谁掌握了先进的设计技术谁就能在竞争中取得主动权,因此研究产品创新设计,找出符合产品设计过程的创新设计工具成为当前设计理论研究的主要内容。 传统的产品设计过程是客户需求、功能需求、设计参数和过程变量之间的迭代映射过程。文中提出一种基于创造性模板的机械产品创新设计方法。该方法在对机械产品自身包含的信息进行分析之后,将传统的功能、结构、形态和色彩信息定义为内部信息,引入产品使用对象及环境信息定义为外部信息,从而丰富了产品信息的内容和含义;应用的产品模板信息表达方式包括产品预测矩阵和产品组态图,为模板设计方法提供了基础。模板操作是在构建产品属性矩阵和产品组态图的基础上,使用合适的模板操作方法来寻找产品的创新方案。对于属性矩阵选用属性依赖模板进行操作。对于产品组态图采用替换、转移和组件控制模板进行操作。在对产品组态和产品属性矩阵进行模板操作的基础上,得到的产品创新概念设计方案进行评价和选择,如果对产生的结果不满意,则返回到信息模型或模板操作阶段,重新进行产品信息模型的建立或选用其他的模板操作方法;如果对产生的结果满意,则进入产品初步设计阶段。本文将规律化的机械产品信息应用到创新设计的过程之中,并分别对相关的研究进行了论述。最后,给出了运用产品模板信息进行创新设计的示例。 在产品创新设计过程中,利用基于产品信息分析的设计方法能够充分发挥产品在进化过程中其自身信息的作用,便捷而有针对性地提高产品的性能,为开阔思路和加快产品创新设计提供了帮助。同时,基于产品信息的构思方法也充实了产品创新设计理论,为进一步研究奠定了一定的理论基础。
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