[發(fā)明專利]一種基于TRIZ與可拓發(fā)散樹的廢舊機床再制造創(chuàng)新設計方法

在審

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• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108133105A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 姜興宇;趙地;王子生;石敏煊;楊世奇
• 申請（專利權）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京金岳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11585
• 代理人: 王文生

本發(fā)明公開了一種基于TRIZ與可拓發(fā)散樹的廢舊機床再制造創(chuàng)新設計方法，其步驟為：首先構建廢舊機床再制造設計目標結構的形式化物元模型，根據判斷阻礙廢舊機床創(chuàng)新設計因素的類型，應用物質?場模型或矛盾矩陣獲得創(chuàng)新原理，并根據創(chuàng)新原理對目標結構物元模型進行結構創(chuàng)新設計與可拓發(fā)散，形成包含若干候選物元的可拓發(fā)散樹。其次引入基于側距與位值的可拓關聯(lián)函數，以表征候選物元與期望物元之間的關聯(lián)度，進而由可拓優(yōu)度評價法得到候選物元優(yōu)度值，最終決策出最優(yōu)候選物元。本方法能夠有效擺脫原有廢舊機床在結構，功能與材料等方面對于設計自由度的限制，從而使再制造機床具備更高的市場競爭力與顧客滿意度。

技術領域

本發(fā)明屬于機床再制造領域，尤其涉及一種基于TRIZ與可拓發(fā)散樹的廢舊機床再制造創(chuàng)新設計方法。

背景技術

隨著再制造機床產業(yè)化不斷深入，市場與顧客不僅希望再制造機床的性能、成本、可靠性等技術性與經濟性與新機床一樣，更期望其綜合性能的提升。這就需要對廢舊機床及其廢舊零部件的功能結構進行重新規(guī)劃與設計。然而與自由度較高的新機床設計相比，廢舊機床在功能、結構、材料等方面的固定性嚴重壓縮了設計自由度，極大地增加了設計難度。因此，對廢舊機床無法實施大范圍的重新規(guī)劃與設計，導致再制造設計結果往往無法達到預期的設計目標。因此，迫切需要尋找再制造創(chuàng)新設計方法來擺脫廢舊機床的功能、結構與材料等方面的限制，最終實現(xiàn)再制造機床綜合性能提升，從而滿足顧客需求。

目前關于產品創(chuàng)新設計方法的研究與應用取得了諸多進展，并廣泛應用于各個領域。然而，直接應用TRIZ對廢舊機床進行創(chuàng)新設計存在一定問題：

1)當前廢舊機床及廢舊零部件的再制造設計過程缺乏系統(tǒng)性，規(guī)范性，致使再制造設計目標無法有效轉化為TRIZ工程特征，造成再制造設計效率低下，設計思路混亂等現(xiàn)象；

2)由于廢舊機床在原有結構、功能與材料等方面的阻礙，在一定程度上制約了TRIZ創(chuàng)新原理的實施，造成TRIZ創(chuàng)新原理向創(chuàng)新方案轉化的過程效率低下甚至無法轉化。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于TRIZ與可拓發(fā)散樹的廢舊機床再制造創(chuàng)新設計方法，在縮短再制造設計周期的同時提高再制造設計效率，從而降低再制造設計成本，有效提高再制造機床的顧客滿意度，增強其市場競爭力，并有效促進機床再制造行業(yè)的發(fā)展。本發(fā)明的實現(xiàn)步驟為：

1)對需要進行創(chuàng)新的廢舊機床結構構建形式化的物元模型；

為了達到綜合性能提升與充足的市場競爭力，需要對廢舊機床的特定結構進行創(chuàng)新性設計。為了降低原廢舊機床結構，功能及材料等方面對創(chuàng)新性設計帶來的限制，宜采用一種標準化集成的方法。可拓學通過形式化的模型分析事物拓展的可能性及創(chuàng)新性規(guī)律，有益于創(chuàng)新性設計方法的規(guī)范化與流程化。形式化的廢舊機床結構物元可表示為：

其中，O為需要進行創(chuàng)新性設計的廢舊機床結構，特征向量C＝(c₁，c₂，...，C_n)為結構O對應的相關特征，特征值向量V＝(v₁，v₂，...，v_n)為每個特征對應的定量值或定性值。在對廢舊機床特定結構進行形式化過程中，需要選取其與特定結構相關的特征。

2)分析該創(chuàng)新問題類型，若為物理沖突則通過物質-場模型進行創(chuàng)新分析；若為技術沖突則應用TRIZ矛盾矩陣獲得創(chuàng)新原理，具體流程如圖1所示。

3)根據步驟2中獲得的創(chuàng)新原理對形式化的廢舊機床結構物元模型進行可拓變換，進而發(fā)散為若干候選物元。例如，由一個物元出發(fā)，可以拓展出多個非空物元集合，即：

則廢舊機床結構物元可拓展出m個物元，這些拓展出的物元與原物元具有相同的物元特征及不同的特征量值。