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Interactive Training Model of TRIZ for Mechanical Engineers in China

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2014年第2期27卷 240-248页

作者： TAN Runhua zhang huangao National Technological Innovation Method and Tool Engineering Research Center Hebei University of Technology

Abstract： Innovation is a process of taking an original idea and converting it into a business value, in which the engineers face some inventive problems which can be solved hardly by experience. TRIZ, as a new theory for companies in China, provides both conceptual and procedural knowledge for finding and solving inventive problems. Because the government plays a leading role in the diffusion of TRIZ, too many companies from different industries are waiting to be trained, but the quantity of the trainers mastering TRIZ is incompatible with that requirement. In this context, to improve the training effect, an interactive training model of TRIZ for the mechanical engineers in China is developed and the implementation in the form of training classes is carried out. The training process is divided into 6 phases as follows： selecting engineers, training stage-l, finding problems, training stage-2, finding solutions and summing up. The government, TRIZ institutions and companies to join the programs interact during the process. The government initiates and monitors a project in form of a training class of TRIZ and selects companies to join the programs. Each selected companies choose a few engineers to join the class and supervises the training result. The TRIZ institutions design the training courses and carry out training curriculum. With the beginning of the class, an effective communication channel is established by means of interview, discussion face to face, E-mail, QQ and so on. After two years training practices, the results show that innovative abilities of the engineers to join and pass the final examinations increased distinctly, and most of companies joined the training class have taken congnizance of the power of TRIZ for product innovation. This research proposes an interactive training model of TRIZ for mechanical engineers in China to expedite the knowledge diffusion of TRIZ.

关键词： TR1Z interactive training model innovative abilities for mechanical engineers knowledge diffusion

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基于专利组合模式的布局设计

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计算机集成制造系统 2023年第12期29卷 4293-4303页

作者：张换高张亚捷李淼张乔河北工业大学机械工程学院天津300401 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300401 天津品源科技有限公司天津300308

任何高价值创新产品的出现都将引来竞争者的关注和模仿,为了充分发挥创新产品的获利能力,企业需要围绕该产品进行有效的专利布局。为了提高专利布局的质量,在研究4种专利组合模式的设计实现原理和过程的基础上,结合企业市场地位和产业... 详细信息

任何高价值创新产品的出现都将引来竞争者的关注和模仿,为了充分发挥创新产品的获利能力,企业需要围绕该产品进行有效的专利布局。为了提高专利布局的质量,在研究4种专利组合模式的设计实现原理和过程的基础上,结合企业市场地位和产业技术水平分析,提出基于专利组合模式的布局设计方法。首先依据KANO模型对用户需求进行分类,并在客户满意度调查基础上确定该产品的产业技术水平;然后依据企业的技术现状和目标任务确定其市场地位,从而选择合适的专利组合模式;最后依据不同专利组合模式设计实现过程,完成布局设计。所提方法可以为处于不同市场地位和产业技术水平的企业进行专利布局提供理论依据和方法指导。以中药发药机为例,验证产品的布局设计过程。

关键词：专利布局专利组合模式企业市场地位产业技术水平中药发药机

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多方法集成的模糊前端创新设想产生研究

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机械工程学报 2017年第15期53卷 49-57页

作者：刘力萌张换高檀润华河北工业大学机械工程学院天津300130 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300130

通过对创新问题认知思维过程及规律的研究,提出模糊前端创新设想产生的过程模型,把模糊前端划分为的机会识别、机会表征、设想产生、设想评价四个阶段。在分析各个阶段的思维特征基础上,结合创新设想产生和新产品开发的实际,将质量功能... 详细信息

通过对创新问题认知思维过程及规律的研究,提出模糊前端创新设想产生的过程模型,把模糊前端划分为的机会识别、机会表征、设想产生、设想评价四个阶段。在分析各个阶段的思维特征基础上,结合创新设想产生和新产品开发的实际,将质量功能布置、物质-场分析、系统功能分析、冲突矩阵求解等方法,按照其在创新设想产生过程中的作用集成到模糊前端各阶段,提出了一种多方法集成的模糊前端创新设想产生过程模型。最后以超市自动售粮机为例,依据该模型指导新项目创新设想的产生,验证了该模型的有效性和实用性。

关键词：模糊前端设计思维创新设想多方法集成

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基于专利分析的产品技术成熟度预测技术及其软件开发

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中国机械工程 2006年第8期17卷 823-827页

作者：张换高赵文燕檀润华河北工业大学天津300130

基于发明问题解决理论(TRIZ),分析了产品技术成熟度及其预测现状,在综合Alt-shuller和Mann研究成果基础上,提出了基于专利分析的产品技术成熟度预测技术,对产品技术生命周期进行了细化,讨论了预测算法和步骤。基于产品技术成熟度预测技... 详细信息

基于发明问题解决理论(TRIZ),分析了产品技术成熟度及其预测现状,在综合Alt-shuller和Mann研究成果基础上,提出了基于专利分析的产品技术成熟度预测技术,对产品技术生命周期进行了细化,讨论了预测算法和步骤。基于产品技术成熟度预测技术开发了专用软件———产品技术成熟度预测系统(TMMS),并应用软件TMMS预测了蝶阀密封技术的成熟度。

关键词：发明问题解决理论(TRIZ) 产品技术成熟度预测方法软件TMMS 专利分析

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设计过程复杂性理论与TRIZ理论集成复杂机电系统功能分解过程模型

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机械工程学报 2016年第23期52卷 17-24页

作者：张鹏董娅凡张换高张建辉檀润华河北工业大学机械工程学院天津300130 河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300130

传统的功能分解是将产品的总功能分解到功能元,以每个功能元有确定的原理解作为功能分解结束的标志,传统的功能分解方法强调总功能可以分解为若干个功能元,若干个功能元组成一个总功能,体现了总功能和功能元之间的线性关系和还原性。传... 详细信息

传统的功能分解是将产品的总功能分解到功能元,以每个功能元有确定的原理解作为功能分解结束的标志,传统的功能分解方法强调总功能可以分解为若干个功能元,若干个功能元组成一个总功能,体现了总功能和功能元之间的线性关系和还原性。传统的功能分解无法体现复杂机电系统非线性、时变特性、开放性和功能耦合等重要特征,因此急需一种适合于复杂机电系统的功能分解过程模型。将设计过程复杂性理论(Design-centric complexity,DCC)和TRIZ集成,对初步进行功能分解的结果,按照TRIZ理论中有效完整功能和非有效完整功能集对功能进行分类;应用提出的功能实现概率均值法和功能实现概率极值法,将TRIZ理论的有效完整功能和非有效完整功能,与DCC理论中重复功能集和组合集建立联系;经过TRIZ理论对问题功能进行转化后,以系统的重复功能集、组合集和组合辅助功能集作为复杂机电系统功能分解的结果;形成面向复杂机电系统的DCC与TRIZ集成功能分解过程模型。用一个工程实例验证该设计过程模型。

关键词：设计过程复杂性 TRIZ 功能分解过程模型

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基于公理设计的产品平台设计方法

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机械工程学报 2009年第10期45卷 216-221页

作者：江屏张换高陈子顺檀润华河北工业大学机械学院天津300130

产品平台设计是实现大规模定制生产的关键技术,以产品平台为核心,通过添加、删除或修改个性化模块满足不同客户需求对产品的要求。应用公理设计的功能独立性分析框架,从客户需求出发同时进行功能-物理结构间的'之字形'映射变换,建立相... 详细信息

产品平台设计是实现大规模定制生产的关键技术,以产品平台为核心,通过添加、删除或修改个性化模块满足不同客户需求对产品的要求。应用公理设计的功能独立性分析框架,从客户需求出发同时进行功能-物理结构间的'之字形'映射变换,建立相对独立的功能等级结构树;通过分析完整设计矩阵明确功能之间的影响关系,将存在影响的功能结构组成模块并根据功能结构和客户需求的实现关系确定产品功能平台;在保证功能独立的前提下,以设计参数的物理集成和分离原则为依据,建立通用的产品平台物理结构。以合作企业的蝶阀产品为实例,建立其通用的产品平台,实现快速响应市场的设计开发。

关键词：公理设计产品平台快速设计大规模定制

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基于Petri网的产品建模及其时序改进方法

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计算机集成制造系统 2016年第3期22卷 630-638页

作者：贾丽臻檀润华张换高刘伟河北工业大学机械工程学院天津300130 河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300130

为构建系统功能和行为模型以实现系统功能与行为优化,将Petri网建模语言应用于系统行为描述过程,提出一种行为建模与时序优化方法,对系统的动作时序进行改进。将技术系统中的能量流、物料流及信息流元素与有色Petri网结合,定义了系统行... 详细信息

为构建系统功能和行为模型以实现系统功能与行为优化,将Petri网建模语言应用于系统行为描述过程,提出一种行为建模与时序优化方法,对系统的动作时序进行改进。将技术系统中的能量流、物料流及信息流元素与有色Petri网结合,定义了系统行为建模语言。将系统行为分为串联、并联及反馈三种类型,并据此提出技术系统行为评定方法,提供系统动作时序的改进目标。提出5条行为优化路径及基于Petri网层次化建模过程的自顶向下行为优化方法,为系统动作时序的改进提供了方向与优化过程模型。将该产品行为建模方法与时序优化过程应用于一种纽扣电池阴极自动扣圈机的改进设计中,验证该行为优化过程模型的有效性。

关键词：时序有色Petri网行为分析优化过程自动扣圈机

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基于情景的模糊前端创新机会识别

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计算机集成制造系统 2023年第4期29卷 1313-1326页

作者：刘力萌檀润华刘伟张换高张金璞河北工业大学机械工程学院天津300130 河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300130 河北工业大学经济管理学院天津300130

为帮助设计者在产品开发模糊前端阶段获取有价值的创新机会,提出一种基于情景的模糊前端创新机会识别方法。该方法明确了产品参与的情景与产品创新过程的关系,从未来情景条件和演化原理不确定的角度发现产品创新机会。以原型产品典型实... 详细信息

为帮助设计者在产品开发模糊前端阶段获取有价值的创新机会,提出一种基于情景的模糊前端创新机会识别方法。该方法明确了产品参与的情景与产品创新过程的关系,从未来情景条件和演化原理不确定的角度发现产品创新机会。以原型产品典型实践性情景作为初始场景,对情景条件中的初始核心情景要素,用户关联要素和环境关联要素采用不同的情景操作策略探索未来可能的新情景要素及特征,并提出了重组新的未来情景条件的过程,发现产品集成到不同情景条件下的特征要求。同时提出了支持情景预期演化的演化原理的发现过程,进而发现基于此原理的产品应具备的作用特征作为创新机会。将该方法应用于吸尘器设备的创新研发中,可识别出多种产品创新机会。

关键词：情景情景要素模糊前端创新机会识别产品设计

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基于相似性与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型

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机械工程学报 2012年第11期48卷 104-118页

作者：张换高赵文燕江屏檀润华李国平河北工业大学河北省制造业创新方法工程技术研究中心天津300130 河北工业大学管理学院天津300130 中煤集团张家口煤矿机械有限公司张家口075025

建立结构合理的产品平台是实现企业多样化效率和效益的重要途径。从设计角度把产品平台分为概念平台和实体平台,前者组成了产品族创新的核心资源,后者集合了企业产品的核心元件。提出了基于相似性分析与结构敏感性分析的产品平台设计过... 详细信息

建立结构合理的产品平台是实现企业多样化效率和效益的重要途径。从设计角度把产品平台分为概念平台和实体平台,前者组成了产品族创新的核心资源,后者集合了企业产品的核心元件。提出了基于相似性分析与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型,并对其中关键环节所涉及的通用化设计规则和方法进行了着重分析。应用该过程模型可以为企业建立更具柔性的层级产品平台架构,设计过程可以分为两个阶段:首先通过功能和概念结构相似性分析以及通用化设计建立产品概念平台;然后通过实体结构对需求变化的敏感性分析和通用化设计建立产品实体平台。最后该模型用于某企业的铠装刮板输送机产品平台的设计。

关键词：产品概念平台产品实体平台相似性结构敏感性通用化

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基于专利分析的工艺问题解决方法

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机械设计与研究 2023年第6期39卷 145-151页

作者：张换高卢泽朝越通博张嘉政河北工业大学机械工程学院天津300401 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300401

为提高工艺问题的解决效率,提出一种结合专利分析的工艺问题求解方法。研究了工艺问题以及专利的主要表达形式,以此确定专利分析的数据来源;通过Doc2Vec以及相关自然语言处理技术构建面向目标工艺领域的专利文档向量空间;利用余弦相似... 详细信息

为提高工艺问题的解决效率,提出一种结合专利分析的工艺问题求解方法。研究了工艺问题以及专利的主要表达形式,以此确定专利分析的数据来源;通过Doc2Vec以及相关自然语言处理技术构建面向目标工艺领域的专利文档向量空间;利用余弦相似度及局部离群因子值确定与工艺问题相关且具有独特性技术方案的专利集合;以专利筛选分布图的方式对专利分析结果进行可视化表达;在此基础上建立基于专利分析的工艺问题求解框架,最后以小包装中药饮片的发药工艺为例,验证了此方法的可行性。

关键词：工艺问题专利分析技术功效 Doc2Vec 局部离群因子

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