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基于TRIZ/qfd/AD的专利规避方法研究及应用

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基于TRIZ/QFD/AD的专利规避方法研究及应用

作者：蔡其宇浙江理工大学

学位级别：硕士

创新是企业研发实力的体现,随着企业专利壁垒的不断建立,产品创新的难度与日俱增,产品设计所面临的创新要求日趋复杂,仅凭单一专业领域的理论知识和创新设计理论不足以支撑技术研发人员完成产品的整个设计流程。传统专利规避设计能够指... 详细信息

创新是企业研发实力的体现,随着企业专利壁垒的不断建立,产品创新的难度与日俱增,产品设计所面临的创新要求日趋复杂,仅凭单一专业领域的理论知识和创新设计理论不足以支撑技术研发人员完成产品的整个设计流程。传统专利规避设计能够指导技术研发人员进行产品研发,但在用户需求分析和方案验证优化等方面更多依靠技术研发人员自身的设计经验,缺少科学、系统的理论支持。发明问题解决理论（Teoriya Resheniya Izobreatatelskih Zadatch,TRIZ）拥有多种解题工具,能够有效解决技术难点。质量功能展开（Quality Function Deployment,qfd）能够对用户需求进行定性分析,为技术研发人员提供明确的产品设计方向,助其做出合理的决策判断。公理设计（Axiomatic Design,AD）能够对设计方案进行验证优化,使其更加符合用户需求。本文结合上述三种理论,提出一种基于TRIZ/qfd/AD的专利规避方法,主要研究内容如下:1.获取用户需求信息并运用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）确定用户需求重要度。通过关键词和国际专利分类（International Patent Classification,IPC）进行布尔逻辑组合检索确定目标专利库,结合用户需求重要度求解结果,对目标专利库进行分析筛选后确定目标专利。2.对目标专利进行系统功能分析并构建其总功能模型图。根据用户需求确定对应的技术特性,运用qfd理论对两者进行质量屋构建并对技术特性重要度进行求解,结合系统功能分析结果确定目标专利的规避方向。3.运用规避方法和TRIZ解题工具对目标专利进行规避创新设计,得到初步设计方案,运用AD理论的独立公理对其方案进行验证优化,最后通过专利侵权判定得到对目标专利不构成侵权的最终设计方案。4.以移动探测平台相关专利为例,验证所提出的基于TRIZ/qfd/AD的专利规避方法的合理性与有效性。5.根据上文专利规避创新设计得到的方案,借助三维设计软件Solid Works进行模型构建,运用Hypermesh和Workbench对关键部件进行组合有限元分析校核,并对平台主体结构进行模态分析,通过对装配模型进行静态干涉和动态碰撞检查,验证其结构设计的合理性。最后基于机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）对其自主导航避障功能进行仿真实验,结果表明设计符合要求。

关键词：专利规避 TRIZ qfd AD 移动探测平台

The Integrated System of qfd and FMEA Based on CSCW

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武汉理工大学学报 2006年第S3期28卷 969-973页

作者： JIANG Xingyu GONG Yadong WANG Guihe YU Tianbiao WANG Wanshan School of Mechanical Engineering and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,China School of Mechanical Engineering and Automation Northeastern UniversityShenyang 110004China

There has been some research on the theory of qfd(Quality Function Deployment)and FMEA(Failure Modes and Effect Analysis)recently,but little work to the integrated system of qfd and FMEA development.This paper analyses the technical difficulties of realization of qfd and proposes away using computer-supported collaborative work to develop the integrated system of qfd and FMEA and how to do it.The way can make the system more efficient and more suitable to new requirements of networked manufacturing enterprise.The same time,prototype system of the integrated system is developed by comprehensively ap- plication of Java、JSP、JavaServlet,the open World Wide Web platforms of which enhances the communication function,improves the group cooperation and shorts the development time.The system is verified reasonably and reliably through the example of qfd analysis of some automobile.

关键词： qfd FMEA CSCW product lifecycle

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基于模糊qfd的敏捷制造合作伙伴决策

基于模糊QFD的敏捷制造合作伙伴决策

作者：张宜震江苏海洋大学

学位级别：硕士

随着生产力的发展,制造业产品生产过剩,制造业的竞争不仅局限于产品质量的竞争,还包括对市场响应速度的竞争。但是市场竞争环境变化太快,传统的大规模生产模式不适用于现在的竞争环境。面对这样的问题和挑战,美国提出敏捷制造发展战略... 详细信息

随着生产力的发展,制造业产品生产过剩,制造业的竞争不仅局限于产品质量的竞争,还包括对市场响应速度的竞争。但是市场竞争环境变化太快,传统的大规模生产模式不适用于现在的竞争环境。面对这样的问题和挑战,美国提出敏捷制造发展战略。通过组建虚拟企业汇聚先进的、柔性的生产技术、优秀劳动力和先进管理方式,联合其他企业共同响应市场。实践证明敏捷制造的确可以缩短产品开发周期,对于占领市场有重要意义。此外,随着市场竞争的加剧,顾客在市场竞争中的重要性愈发明显。质量功能展开法(Quality Function Deployment,qfd)是基于顾客需求开发产品的方式,其对于制造业企业提高顾客满意度有巨大帮助。然而,随着市场环境的变化,产品开发时常需面对各种不确定信息,并且市场环境处在动态变化中。上述因素使得传统qfd难以在实践中应用。本研究针对qfd应用过程,对质量屋构建过程中的具体方法进行研究,主要有以下几个方面内容:(1)提出一种用于处理混合语言评价信息的方法。对于采用复杂语言进行评价的情况,通常无法将所有属性统一进行分析、比较,本文通过将各种评价语言转化为二元语义的形式,再通过得分数表示各评价,最终获得各企业的综合评价值,用于对比、分析合作伙伴。(2)顾客需求的确定是qfd法的基础,本文采用粗糙数处理专家评价矩阵获得需求基本重要度,由于不需要预设信息,能够避免信息处理中的主观影响,提高信息处理的准确性。并且通过马尔科夫链、KANO模型获得顾客需求稳定性重要度和改进重要度,最终重要度综合考虑三者的影响得出。(3)针对将顾客需求转化为企业工程特性的问题。通过qfd理论,进行质量展开,分析顾客需求与质量特性的相关性,质量特性的自相关性,得到质量特性的重要度,从而保证将顾客需求贯穿产品开发的全过程。在分析质量特性的自相关性的过程中,使用ANP法分析工程特性之间的关系,使用BWM法简化对比过程,以保证评价的一致性。该论文有图23幅,表22个,参考文献83篇。

关键词：敏捷制造 qfd 顾客需求混合语言 BWM

基于qfd/TRIZ理论的家用空气质量检测仪设计研究

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基于QFD/TRIZ理论的家用空气质量检测仪设计研究

作者：迟方圆青岛大学

学位级别：硕士

人们平均有超过80%的时间是在室内度过的,室内空气质量直接影响人们的健康状况。普通家庭缺乏对空气质量的科学判断依据,而专业检测价格昂贵。因此,家用空气质量检测仪具有广阔的市场空间。现有产品依赖设计师个体经验认知,缺乏系统科... 详细信息

人们平均有超过80%的时间是在室内度过的,室内空气质量直接影响人们的健康状况。普通家庭缺乏对空气质量的科学判断依据,而专业检测价格昂贵。因此,家用空气质量检测仪具有广阔的市场空间。现有产品依赖设计师个体经验认知,缺乏系统科学的方法指导分析定位,不能真正了解客户需求以及平衡性能和成本间的关系,导致顾客在被动接受现有产品时体验感和认可度不高。本文利用科学方法指导家用空气质量检测仪的设计实践,其中通过qfd理论指导用户需求的获得,通过TRIZ理论实现快速的解决设计问题,总结提炼基于该理论的家用检测仪器设计流程,并以家用空气质量检测仪的设计实践验证其可行性,利用KANO模型对产品进行评价分析。首先,分析该项目的研究必要性,并对产品行业进行相关调研分析。其次,调研qfd理论,通过用户调研和访谈法分析确定目标用户,获得用户需求数据,构建质量屋,完成用户需求分析,建立基于qfd理论的家用检测仪器分析流程模型。结合行业知识将需求转化为技术参数,并分析确定问题矛盾。第三,对TRIZ理论进行研究分析,通过矛盾矩阵解决前面问题,建立基于TRIZ理论的家用检测仪器问题解决流程模型。第四,总结提炼基于qfd和TRIZ理论的产品研发设计流程模型,并根据前面的用户分析和理论方法得出的结论,确定最优设计定位及方案,指导实施家用空气质量检测仪的具体产品设计实践。最后,利用KANO模型和专家访谈的方式,对设计出的家用空气质量检测仪进行评价。本文通过qfd理论和TRIZ理论探讨家用空气质量检测仪的设计发展方向,最终构建基于qfd和TRIZ理论的分析、解决、研发设计流程模型,为后续进一步的产品设计提供一些指导和参考,为同类型产品设计提供一些方向和借鉴。

关键词： qfd TRIZ 空气质量检测仪家用

基于qfd、TRIZ和稳健设计的C公司片式电感质量改进

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基于QFD、TRIZ和稳健设计的C公司片式电感质量改进

作者：仉培文江苏科技大学

学位级别：硕士

质量功能展开(Quality Function Deployment,qfd)、TRIZ理论(Teoriya Resheniyva Izobretatel skikh Zadatch,TRIZ)和稳健设计(Robust design)是重要的质量管理工具,质量功能展开通常用于获取并解析顾客的需求,转化为企业内部的生产要求,是质量管理的基础层工具,TRIZ理论则是通过系统的发明原理、标准解、物场分析等工具,科学的进行创新改善,稳健设计(也称田口方法)是系统、参数、容差的优化设计。基于qfd、TRIZ和稳健设计的质量改进,考量了内外部顾客的需求,同时具备敏捷性与系统性。本文以电感产品作为研究对象,通过完善基于qfd、TRIZ和稳健设计的应用研究,将改善需求通过qfd进行转化,再经TRIZ理论的结合,将需求问题转化到矛盾问题导向,并以TRIZ工具为主、稳健设计为补的方式进行改进探索。主要内容为:(1)对qfd、TRIZ和稳健设计的理论基础进行全面阐述和文献研究,构建基于三种理论工具的质量改进的技术路线,并依据零件类企业的独有特点,梳理了电感产品质量改进中的工作流程。(2)基于qfd、TRIZ和稳健设计的质量改进。首先,将获取自企业MES管理系统的质量数据作为内外部的需求,通过柏拉图和层次分析法等工具,识别出首要的待改善问题。再通过qfd的质量屋将首要问题进行转化,将其与企业的生产工艺参数矩阵进行相关性分析和关联度的分析,通过相关性和关联度的评价结果,转化为TRIZ矛盾问题和非TRIZ矛盾问题。最后采用TRIZ的发明原理来解决物理矛盾问题、采用TRIZ的冲突矩阵来解决技术矛盾问题,采用稳健设计的望小特性的田口方法来改进非TRIZ矛盾问题。(3)对基于qfd、TRIZ和稳健设计的质量改进模型进行效果评价。通过在电感质量改进中的实际应用,表明在基于qfd、TRIZ和稳健设计质量改进下,可以有效的解决顾客需求的首要问题,同时扩展了使用的广度,使产品质量问题的改善灵活敏捷,全面高效,对于企业尤其单体零件类企业具有实际的应用价值。

关键词：质量改进 qfd TRIZ 稳健设计

基于qfd和TRIZ理论的摩腾汽车座椅设计研究

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基于QFD和TRIZ理论的摩腾汽车座椅设计研究

作者：卢慧敏兰州理工大学

学位级别：硕士

摩腾汽车是一家刚成立不久的新能源汽车制造厂商,现阶段除提高自身品牌的知名度外,提升公司产品质量并使之符合用户需求显然是赢得市场的重要因素。汽车座椅作为汽车内饰重要的零部件,是与乘客接触最多的产品,座椅设计的好坏直接影响到... 详细信息

摩腾汽车是一家刚成立不久的新能源汽车制造厂商,现阶段除提高自身品牌的知名度外,提升公司产品质量并使之符合用户需求显然是赢得市场的重要因素。汽车座椅作为汽车内饰重要的零部件,是与乘客接触最多的产品,座椅设计的好坏直接影响到乘客舒适感、被动安全性能以及内饰设计的整体效果。然而,座椅产品如何合理定义去迎合顾客需求,如何解决产品设计中的冲突问题并实现座椅产品的创新设计,以及如何优化座椅产品开发流程以实现降本增效,一直是公司需要持续探索的问题。本文以质量功能展开(qfd)方法为指导,运用文献阅读法、用户访谈法和问卷调查法等方法获取用户初始需求,继而运用KJ法和层次分析法对用户需求进行分层分类整理和权重计算。利用qfd关系矩阵将顾客需求与座椅产品设计要素紧密连接起来,从而完成以用户需求为导向的座椅产品定义。根据座椅各设计要素之间的正负相关关系,判断两设计要素是否存在冲突,然后对两设计要素之间的冲突问题运用发明问题解决理论(TRIZ)进行创造性地给予解决。本研究将qfd和TRIZ理论相结合应用到座椅产品设计实践中,解决了座椅产品开发当中产品定义和产品设计问题,最终输出满意的座椅设计方案。本文将qfd和TRIZ理论应用到摩腾汽车座椅产品开发当中,突出了用户需求的重要性,立足于以人为本的设计开发理念,降低了设计成本,提升了产品质量,优化了座椅开发流程体系并提升了产品的市场竞争力。同时也可供同类产品的设计开发借鉴和学习。

关键词： qfd TRIZ 座椅设计产品设计汽车座椅

基于qfd与TRIZ模型的便携消毒产品设计

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基于QFD与TRIZ模型的便携消毒产品设计

作者：朱子文南昌大学

学位级别：硕士

在后疫情时代的背景下,虽然新冠疫情第一波逐渐退潮,同时第二波又悄然而至,人们依然需要消毒产品来阻挡病毒的传播。然而目前市场上的消毒产品还存在一些问题,例如体积过大、造型同质化严重、功能单一等缺点,造成用户体验不佳、满意度... 详细信息

在后疫情时代的背景下,虽然新冠疫情第一波逐渐退潮,同时第二波又悄然而至,人们依然需要消毒产品来阻挡病毒的传播。然而目前市场上的消毒产品还存在一些问题,例如体积过大、造型同质化严重、功能单一等缺点,造成用户体验不佳、满意度不高、效果不好等问题。因此本课题以市场对高性价比的消毒产品需求为研究背景,进行便携消毒产品的创新设计,从而有效守护人们的健康。本文首先对用户进行调研,并对用户的需求进行分析。通过把分析结果与qfd理论中的工具质量屋相结合,可以把用户的需求转化为设计要素,从而明确设计的具体方向。然后利用TRIZ理论中的相关发明原理解决存在的矛盾冲突。目前便携消毒产品设计研究处于初级发展阶段,便携消毒产品的设计方法及理论体系还不完善。因此本文针对便携消毒产品的痛点,从以下几方面进行研究:(1)对便携产品设计进行了系统全面的分析,尽可能发掘便携产品需求。(2)通过对用户的调研以及相应的需求分析,从而得出符合用户真实需求的便携消毒产品所具备的特点。(3)针对便携消毒产品设计需求,介绍了qfd和TRIZ理论的原理和特点,其中qfd强调设计目的,TRIZ主要强调设计手段。(4)针对用户的需求,通过把qfd和TRIZ理论应用于便携消毒产品的设计,使设计的便携消毒产品更加具有合理性。(5)将前面分析及理论应用于便携式消毒产品的设计实践中,通过颜色分析、造型分析、人机分析来设计方案,然后利用Rhino建模软件和Keyshot渲染软件完成便携式消毒产品的设计。(6)对本课题的研究内容总结,并对便携式消毒产品未来发展进行展望。最后通过实践方案可以得出,运用了qfd和TRIZ理论设计的产品可以高度匹配用户真实需求,从而提高了便携消毒产品实用性及市场占有率。

关键词：便携式消毒产品 qfd TRIZ

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基于qfd法的可穿戴产品设计研究

基于QFD法的可穿戴产品设计研究

作者：张宏扬山东建筑大学

学位级别：硕士

随着经济的发展和社会的进步,我国城镇化程度不断提高,城镇人口数量逐年增加,城市机动化进程不断加快。与此同时,城镇交通状况所面临的压力也是前所未有的,最直接的体现就是城市交通拥堵问题。相较于汽车的不便性,越来越多的交通参与者... 详细信息

随着经济的发展和社会的进步,我国城镇化程度不断提高,城镇人口数量逐年增加,城市机动化进程不断加快。与此同时,城镇交通状况所面临的压力也是前所未有的,最直接的体现就是城市交通拥堵问题。相较于汽车的不便性,越来越多的交通参与者选择更为便捷灵活的骑行交通工具。为满足用户在骑行过程中的实际需求,可穿戴产品逐渐融入到骑行过程中,但是目前的骑行可穿戴产品对用户需求的满足程度尚有欠缺,为带来更好的用户体验,本课题以此为出发点进行研究。本文以qfd法(质量功能展开,Quality Function Deployment)为指导理论,以用户需求引导产品设计,通过矩阵量化分析,将用户需求转化为产品特性。实现了从“用户需求”到“怎样设计”的映射过程,最大限度满足用户需求,提高了用户使用体验。研究内容以qfd法相关概念为出发点,深入研究学习相关概念及理论并分析讨论,为设计实践提供理论支撑。进而对可穿戴产品进行深入分析研究,并针对骑行可穿戴产品展开分析调研,为设计实践提供现实参考和产品设计方向。然后基于qfd法理论展开设计应用,首先利用文献查阅法、问卷调查法、用户访谈法等研究方法,研究目标用户并挖掘收集用户需求,并确定用户需求重要度;再结合KANO模型,将用户需求细分归类;最后对竞品展开分析调研,并对产品设计提出设想和目标。设计应用阶段得到的结论,为设计实践提供了内容和数据基础。最后展开设计实践,在前期调研分析的基础上,搭建质量屋(House Of Quality,HOQ)将用户需求对设计的影响通过矩阵进行量化分析,将用户需求转化为骑行可穿戴产品的产品设计特性要素,结合设计定位,输出产品创意方案。然后运用层次分析法(简称AHP)筛选最佳方案,并深化创新设计出一款骑行可穿戴产品。进而利用李克特量表对产品进行用户设计评价,再次强调用户的核心地位,以用户满意度作为考量设计实践成果的标准。最终,基于qfd法创新设计出一款能够最大限度满足用户需求且富有竞争力的骑行可穿戴产品。本文通过将qfd法融入到骑行可穿戴产品设计中,强调了用户需求的重要性及设计应遵循以人为本原则,降低了设计成本,提高了产品质量功能等特性的合理性及创新性,提高了用户体验,为未来可穿戴产品的设计实践提供了新的思路。

关键词： qfd 骑行可穿戴产品用户需求产品特性

基于qfd和TRIZ理论的婴幼儿消毒产品设计

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基于QFD和TRIZ理论的婴幼儿消毒产品设计

作者：高佳鑫沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

在消费升级与三胎政策的加持下,母婴类产品迎来了爆发式增长。随着90后、00后进入母婴消费市场,他们的消费习惯和理念让母婴产品逐渐向智能化、精细化、多场景化以及个性化转变。此外,受疫情影响,婴幼儿消毒类产品增速飞快。为改变我国... 详细信息

在消费升级与三胎政策的加持下,母婴类产品迎来了爆发式增长。随着90后、00后进入母婴消费市场,他们的消费习惯和理念让母婴产品逐渐向智能化、精细化、多场景化以及个性化转变。此外,受疫情影响,婴幼儿消毒类产品增速飞快。为改变我国婴幼儿消毒产品同质化现状,融合多种先进创新设计理论提出一套产品创新设计流程,对提升产品竞争力具有重要意义。本文在质量功能展开qfd(Quality Function Deployment)和发明问题解决理论TRIZ(Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch)的集成模型基础上,构建了基于qfd和TRIZ理论的婴幼儿消毒产品的创新设计流程,弥补了需求获取与分析的不足。首先,通过市场调研和问卷调查了解现有婴幼儿消毒产品以及用户使用情况,并将婴幼儿消毒柜作为最终研究对象开展设计实践。利用情景访谈获取婴幼儿消毒柜用户需求,通过亲和图法汇总整理筛选得到11个用户需求指标,并分为四大类:性能需求、人机需求、外观需求和经济需求。然后对11个用户需求进行权重打分,分析需求的重要程度。其次,利用头脑风暴法将用户需求转化为14个产品技术特性,在此基础上,构建出婴幼儿消毒柜的质量屋HOQ(House of Quality)。对质量屋HOQ分析总结,找到自相关关系矩阵中的负相关关系,总结分析了婴幼儿消毒柜创新设计过程中的三对技术矛盾。利用TRIZ理论找到解决问题的发明原理,在其指导下完成了三款婴幼儿消毒柜设计方案。最后利用方案对比法,确定方案的评价指标,分别对三款设计方案进行打分评价,汇总结果,得到婴幼儿消毒柜的最终设计方案。本文将基于qfd和TRIZ理论的产品创新设计流程运用到婴幼儿消毒产品的研究中,验证了该产品创新设计流程的可行性和先进性,并在解决婴幼儿消毒柜需求和问题的同时使其市场竞争力得到增强。

关键词： qfd TRIZ 设计流程消毒产品