产品设计方法论范文
时间:2023-10-25 17:36:34
导语:如何才能写好一篇产品设计方法论,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
创新的起源可以追溯到1912年美籍经济学家熊彼特的《经济发展概论》,书中指出:创新是把一种新的生产要素和生产条件的“新结合”引入生产体系。包括5种情况:引入一种新产品,引入一种新的生产方法,开辟一个新的市场,获得原材料或半成品的一种新的供应来源,建立新的企业组织形式。熊彼特的创新概念包含的范围很广,涉及到技术性变化的创新以及非技术的组织性创新。
融合认知心理学的产品创新设计。设计是人类征服自然改造世界的基本活动之一,是人类为满足一定需求而进行的一种创造性活动的实践过程。人类文明的历史就是不断进行设计活动的历史。产品是设计结果的物质表现。产品设计是人类创造有使用价值的创新产品的实践过程,最终表现结果就是产品模型,其过程本质在于创造与革新。概念设计是设计过程中最具创新性的阶层,而设计者本身的作用也非常重要,因此有必要构建更符合人类思维模式的创新方法,或将现有的各类创新设计方法融入概念设计过程中,充分体现概念设计阶段的创造性,支持概念创新的实现。而可使用的技术有以下:
1.会聚技术:NBIC(Nano-Bio-Info-Cogno)会聚技术是国际上近几年提出的新概念,是指几个领域的科学的融合。而其结果所产生的巨大能量是不可估量的。任何技术的两两融合、三种会聚或者四者合成,都将产生难以想象的效能。美国将会聚技术认可为推动美国经济长期繁荣和增长的关键。会聚技术发起者达成了这样一个共识:最重要的是通过纳米科技、生物技术、信息技术、认知科学的融合发展,推翻学科之间的壁垒,使这四种技术能发出最大的潜力,所以这个技术有着许多的发展领域和巨大的发展潜力。
2.信息技术:信息是人类认识世界和改造世界的知识源泉。对人类来说,不能有效地利用信息,就不会有人类文明的演化,社会的进步和科学的发展,就不能驾驭大自然。信息技术是指在信息的产生、获取、储存、传递、处理、显示、使用等方面能够扩展人的信息器官的技术。它随着人类对外部世界的认识能力的不断提高和而逐渐由低至高发展。
3.认知科学:认知科学的产生,受到了计算机科学、语言学、神经科学等学科的影响,是关于人类心智的多学科、跨学科的合作性研究,由心理学、计算机科学、语言学、人类学、神经科学和哲学6个领域的学科组成。认知科学探索人类智力如何由物质产生,是研究人类感知和思维信息处理过程的科学,如感知、语言、学习、记忆、思维、意识,研究领域包括从感觉的输入到复杂问题的求解。这个领域是一种全新的学科,引起了全世界科学家的关注。
(二)、产品创新设计的创新设计的创造力模型:心理学领域对于创造力的定义较为一致的看法是:根据一定的目的和任务,运用一切已知的信息,开展能动的思维活动,产生某种新颖的、独特的、具有社会价值的或个人价值的产品的智力品质。这里的产品是指以某种形式存在的思维成果,既可以是一种新概念、新设想、新理论,也可以是指以某种形式存在的思维成果。
融合会聚技术思想,以产品创新设计的创造力模型为理论基础,构建产品创新设计理论框架。产品创新设计过程是借助一定的设计规则和创新策略,对某种需求功能创造性设计方案的实现过程。该过程包括认知过程信息加工、创造思维方法、问题求解步骤、创新设计过程模型等内容。根据设计问题的角度的不同,采用不同的创新策略,利用不同的创新工具和创新方法,结合各种知识信息,最终得出创新概念方案。
2 产品创新设计的认知机理
人是设计的主体,研究产品创新设计的本质规律需要从设计者的角度探索设计固有的认知规律,即认知机理。本部分主要讨论了产品创新设计的认知机理,是关于创新设计内在属性的基本研究,是构建科学、系统的设计理论,产生符合设计规律的设计方法的认知基础。本部分主要介绍产品创新设计认知的规律、模型及研究方法。
(一)、产品创新设计认知机理的科学基础:现代认知心理学的主流是以信息加工观点研究认知过程,即把人看做一个积极的知识获得者和信息加工者。可以说,认知就是信息加工。人脑是一个信息加工系统,可以对表征信息的物理符号进行输入、编码、储存、提取、复制和传递,而这一过程的完成是系列性的,不同的加工任务和加工阶段由不同的认知结构来完成,这些相对独立的认知结构类似于计算机,即可以使用若干操作来处理符号。
记忆是指存储、提取过去的经验,并将这些信息用于当前的情景,是一种动态的机制。问题解决过程可视为一种信息加工过程,问题解的产生是人脑中各种信息之间相互碰撞而产生的,其关键是信息的刺激、存储、存储提取等。按照信息加工的观点,记忆是信息的输入、编码、储存等的过程,能更全面地体现信息加工系统的工作流程。
(二)、产品创新设计的认知机理及过程模型:通过研究产品创新设计创意方案生成的认知思维过程,探索产品创意方案生成的内在机理,构建全面、系统的符合认知机理规律的模型过程,进而实现设计者认知与产品设计过程的有机结合,帮助设计者有效地完成产品创新设计过程。
3 产品概念设计过程模型
设计是一种创造性的活动,其目的是为了物品、过程、服务及其在整个生命周期中构成的系统建立起多方面。创新设计过程的本质是融入了创新要素的概念设计过程。因此,创新设计过程的研究实际是对概念设计过程的研究。该研究具有创新性、多样性和层次性的特点,通过实现用户的某种需求与使用特性来实现其价值。
(一)、产品概念设计的定义及特征:在确定任务之后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本求解途径,得出求解方案,这一部分设计工作叫做概念设计,即是考虑设计问题的內容,并以方案的形式提出众多的解的设计阶段,一般认为,概念设计是指以设计要求为输入,以较优方案为输出的系统所包含的创新性思维工作流程。概念设计包括两个基本过程:方案综合设计过程与方案优化评价过程。
(二)、支持产品多级创新的概念设计过程模型:概念设计的目的是实现产品的功能需求,而功能设计的核心是创新。因此,如何有效地支持产品创新设计就成为概念设计模型所优先考虑的事情。功能设计模型经历了公理化设计、系统化设计、行为辅助模型、环境约束模型和拓展环境约束模型五个阶段。
产品概念设计过程模型是根据一定的设计理念,借助某种设计策略,基于普遍的设计过程对产品设计的一般过程进行规范,为设计过程提供设计思路,从而使整个设计过程在有序合理的过程中展开。在以“产品为中心”设计思路的指导下,设计人员提出了不少产品概念设计过程模型。传统的概念设计过程的一般步骤为:首先通过市场分析确认需求,再通过概念设计将总的需求目标转化为功能上的层次结构关系,并得到满足功能要求的求解方案。
4 产品创新设计策略
创新设计就是设定一个特定的目标,然后找到达到该目标的合适路径。设计问题是多种多样的,根据设计问题类型的不同,需要采用不同的求解和创新策略以及相应的设计方法。设计问题分类及形成创新求解策略决定着产品创新效率,是创新活动中的关键环节。正确的设计策略可以加速问题的解决,而不完善的设计策略则会限制创造性思维的发挥,阻碍问题的解决。
(一)、面向问题的产品创新设计策略:面向问题的创新目标是提高现有产品或系统的性能,解决现有产品或系统中影响主要问题,朝着理想化的目标前进。在这类设计中,所要设计的产品是已经存在的,但由于产品中存在问题缺陷或者存在改进的空间,因此需要将产品的性能进一步提升或将成本进一步降低。因为这类设计问题针对的是某种具体的技术问题,所以采用的策略是解决最小化问题,解决系统中的冲突,对系统进行改造。
(二)、面向目的的产品创新设计策略:面向目的的产品创新目标是设计一个全新产品或系统,可能现有产品或系统的主要功能改进已经达到了极限,因此不局限于现有产品或系统的问题,而是跳出现有系统,思考设计最终目的的是什么。是否有其他方法可以更好的达到此目的,采用的策略是解决最大化的问题和对系统的工作原理进行改变。
总之,为了实现每个人的人生目的和国家的发展目标,必须把创新放置在最重要的位置。长期以来,我国科技活动仍未摆脱跟踪模仿的局面,自主创新结果比较少,高精尖装备仪器严重依赖进口。造成这种局面的关键因素是:对科技创新工作的重视相对不够,科学思维培育相对落后,科学技术没有获得创新方法的有效支持。所以我们必须重视科技的创新技法与创新设计。
参考文献
[1]蔡文,杨春燕,何斌.可拓逻辑初步[M].北京:科学出版社,2003.
篇2
关键词:机械产品TRIZ理论创新方法CAI
中图分类号:TU85文献标识码: A
现在社会经济发展出现不确定因素,产品日新月异的竞争就是技术的竞争。产品设计的最终目的就是创新产品,满足市场需要和取得在市场一定的地位,因此,重视创新设计是增加机械产品竞争力的主要方法。传统的创新设计方法是利用头脑风暴法或者是试错法,这些创新方法的成败主要取决于设计者的经验和灵感,当技术体统中的问题超出了一个人的经验和技术领域时,头脑风暴法或者是试错法就显得无能为力了。起源于前苏联的发明问题解决理论—TRIZ理论是指导创新方法的重要工具之一,它可以帮助设计者在方案设计阶段迅速找到一个具有创造性的新概念,实现产品的快速创新。
1. TRIZ理论
TRIZ是俄文“发明问题解决理论”的俄文简称。阿奇舒勒及其领导的一批研究人员,在分析研究世界各国250万件专利的基础上,提炼出的一套解决复杂技术问题的系统方法。主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。TRIZ理论是基于知识、面向人的发明问题解决系统化方法学,且适用于各行业。
1.1 TRIZ理论的主要内容
TRIZ理论是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、创新原理理论体系,其主要内容包括:技术系统“S”形进化法则、40个发明原理、39项通用参数、矛盾矩阵、物质一场分析、76个标准解、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程效应知识库等。在产品设计过程中,上述各内容都能从不同方面对设计人员提供创新方案的指导。应用TRIZ理论求解产品设计的创新解是一项系统的工程。下面仅以矛盾原理为例,介绍TRIZ理论在产品设计中的应用。
1.2 冲突解决原理
(1)矛盾的定义
在技术系统中,当想要改善技术系统中的某一特性、某一参数时,常常会引起技术系统中另一特性或参数的恶化,于是矛盾就产生了,TRIZ理论认为,产品创新的矛盾分为技术矛盾和物理矛盾。
(2)技术矛盾及其发明原理
技术矛盾:当改善技术系统中某一特性、某一参数时,常常会引起系统中另一个特性或参数的恶化。
既然工程中存在大量的技术矛盾,那么就要一种针对技术矛盾的解决原理。阿奇舒勒在研究专利的基础上,最终得出40个发明原理。
(3)物理矛盾及其解决原理
物理矛盾:针对技术系统中同一个参数产生两种完全相反要求而产生的矛盾。
解决原理:空间分离、时间分离、条件分离、系统级别分离。
(4)矛盾分析解题模式
2. 计算机辅助创新软件(CAI)
计算机辅助创新(CAI)软件,能帮助不同工程领域的设计人员在产品概念设计阶段解决产品开发中的关键问题,提出可行的创新设计方案,产生有竞争力的工作原理,提高企业产品创新的进程。该软件包括发明原理、效应、技术系统进化法则、知识库,可以将TRIZ理论中的概念、原理、工具与知识库紧密结合。预测技术进化规律,设计未来的产品;解决设计中存在的冲突,避免折中设计;扩展用户的知识领域,提供各种功能解决方案。
3. 机械产品创新方法设计实例
机械产品的某一特性或参数的改变会引起其他特性或参数的恶化,运用计算机辅助创新软件(CAI)可以解决技术矛盾。下面以提高煤矿山开采排水多级泵效率具体实例来阐述这个问题:
3.1、将普通的耐磨多级离心泵两端短圆柱滚子轴承支撑改为滑动轴承支撑,滑动轴承材料采用F102高分子复合材料,采用泵自身供水对滑动轴承进行、冷却,保证滑动轴承运行可靠性。1-轴承、2-泵轴、6-进水管路组件、11-轴承体、12-填料、13-填料座、14-填料压盖、15-出水管路组件。
若有效组织液体的泄露,就要将轴承体两端填料密封的盘根数量增加,提高了多级泵的容积效率,但泵轴与填料的机械损失增加了,这样容积效率与机械损失是一对技术矛盾,同时,液体中的杂质在填料在泵轴之间,加速了填料的磨损,液体介质压力过高等都会出现液体的泄露。新的设计必须克服目前设计中的该缺点,现利用计算机辅助创新软件(CAI)来解决该问题。
3.2、将这些问题在计算机辅助创新软件(CAI)描述,通过三轴分析并结合39个通用参数,利用矛盾矩阵:得出创新原理,3、19、35、5
篇3
关键词:机电一体化系统;设计;方法论
引言
机电设备往往是多工程应用领域综合产品,需要研发人员及从业使用人员具备多学科的背景知识。机电一体化系统设计方法论从系统全局的角度出发,全面阐述机电一体化的设备设计过程,对于研发机电设备具有极其重要的指导意义。在当今工业4.0背景下,机电一体化系统设计方法论被赋予了更多时代使命,需要解决更多实际问题。国内外学者的相关理论研究成果早已层出不穷,本文将研究分析国内外关于机电一体化系统设计方法论的发展现状。
1机电一体化系统设计方法论的发展阶段
机电一体化系统设计方法论与机电一体化的发展密切相关,而机电一体化的发展历史目前可以分为四个阶段。1950—1970年代,在第三次工业革命的大背景下,伴随着计算机技术的发展,机电一体化已处于萌芽阶段,但相关产品和技术没有获得成功与认可。1970—1990年代,得益于集成电路和微型计算机技术的发展,控制和通讯等技术得到突破性进展,同时自动化水平大大提高,机电一体化已形成独立学科,处于初步发展阶段。1990—2010年代,由于计算机、自动化等技术进一步极速发展,光学、智能算法等更多领域知识融入机电一体化学科,机电一体化处于高速发展阶段。2010年至今,在工业4.0的大背景下,由于计算机数字仿真、网络信息等技术的迅速发展,机电一体化技术处于繁荣发展阶段,将对社会生产力作出更大贡献。相应地,机电一体化系统设计方法论也随着机电一体化技术的发展而出现。从1970年代开始,最初的理论研究集中在如何定义机电一体化系统,主要观点来自欧美和日本。从1980年代末期学者开始对机电一体化进行系统设计方法论研究,主要是从系统的组成划分角度出发,更加注重各部分的功能描述、物理特性及其相互间的逻辑关系,使人们更加深入了解机电一体化系统。1990年代开始,由于计算机技术的极速发展与大规模普及,机电一体化系统设计方法论开始有了新的发展方向,主要是从基于系统建模技术的仿真平台出发,能够模拟机电一体化系统,大幅节省机电产品研发周期与成本。
2机电一体化系统设计方法论的主要观点
表1~3列出了机电一体化系统设计方法论发展各个阶段对应的主要观点。不难看出,表1是各国研究组织对机电一体化的定义,其从最初的机械与电子简单相叠加,发展到包含机械、电子、电气、通讯、控制、网络等多学科交叉融合,并且直到现在仍在不断更新,一直在反映着工业科技和理论研究的最新方向,但缺点是未能对机电一体化系统设计方法论进行深入的研究。相比于表1对应的仅仅定义机电一体化阶段,表2对机电一体化系统进行了深入的设计方法论研究,都各自提出了自己的设计理论,更加全面地阐述了机电一体化系统设计的内涵。例如德国达姆施塔特大学的RolfIsermann在自己的研究论文里提出机电系统设计五块论,把机电一体化系统比作人,由五个部分组成,包括控制、动力、传感、操作和结构,分别对应大脑、心脏、五官、四肢及躯体,不过缺点是对各部分的特点和融合设计考虑较少。表2中的方法论缺点在于太偏重于理论方面研究,虽然尝试着引入数学物理模型,但不能较好地描述实际系统,面对日益复杂的机电系统越来越吃力。如表3所示,由于计算机仿真技术在现代工业产品设计中起到了越来越大的作用,而仿真软件平台的核心技术理论在于建模,研究者纷纷提出基于各自建模理论的机电仿真设计平台或系统设计方法论,部分软件在机电设计领域得到了广泛应用和商业化,例如20-Sim、AMESim和Dymola等。
3机电一体化设计方法论发展趋势预测
从机电一体化系统设计方法论的发展来看,未来方向会越来越围绕计算机仿真为核心来建设,主要发展趋势如下:
3.1多个软件联合仿真成为方法论关键技术
在计算机技术日益进步的今天,很多商业机电仿真软件建模模型库更加接近物理实际,算法更加丰富,界面更利于互动,操作更加容易,兼容性和稳定性更好,功能越来越强大,但是在多学科仿真方面还不够完善。而机电产品往往涉及到机械、电气、电子、气动、液压、热力学、磁场、光学等多学科,目前单一的仿真软件无法擅长上述所有学科建模,因此将各机电软件自身最擅长的学科联合起来,取长补短,对机电系统进行联合仿真,提出相应方法论,可以达到最佳效果。
3.2方法论更加注重机电系统各组成部分逻辑
由于仿真软件模型越来越能反映实际物理模型,机电系统模型更加真实,方法论对于基于纯数学工具建立机电模型的能力要求在逐步削弱,而基于机电仿真的设计方法论会更加注重机电系统各组成部分的逻辑建设,使各软件或各理论模型更加融会贯通地结合。
3.3方法论更加注重机电系统最优化设计
方法论应在系统设计的各个阶段提出评价方法,利于优化设计评估。由于机电仿真软件功能的强大,进行机电设计时可以利用软件自带的优化算法,在关键设计阶段不断进行优化。或者直接提出相应的系统优化方法,在设计流程中,把仿真和试验作为其中的工具或步骤,来达到高效优化的目的。
3.4方法论更加注重机电系统创新设计
借助于计算机仿真,机电一体化系统设计方法论能够更加快速地融合各学科知识,机电系统设计的周期必然变短,方案种类变多,创新元素也必然更容易产生、表达和实现,从而能更加高效地实现整个机电系统创新设计。
3.5工业4.0将会在方法论中得到体现
工业4.0的重要特征是大数据化,本质上是广义工业智能物联网信息共享交互,这也将在机电一体化系统设计方法论的发展中成为必然趋势。例如方法论可以在设计、验证、优化过程中每一个步骤都被数据化记录,和机电产品在生产、运维和退役过程中表现出来的性能优缺点数据进行双向物联,可以在实际生产应用中预测问题、解决问题以及优化设计。
4结语
篇4
1嵌入式软件开发的特点
嵌入式软件的开发具有如下几方面的特点:
1)需要交叉开发工具和环境。由于嵌入式软件本身不具备自主开发能力,即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改,因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发。这些工具和环境一般基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机交叉开发的概念,主机用于程序的开发、调试,目标机作为最后的执行机构。开发时主机和目标机需要交替结合进行。
2)软硬件协同设计。软硬件协同设计涉及以下方面:嵌入式软件设计、实时系统设计、硬件设计和软件设计。软硬件协同设计强调硬件与软件的协同性与整合性、软件与硬件的可裁减,以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。
3)嵌入式软件开发人员以应用专家为主。通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士,而嵌入式软件则是要和各个不同行业的应用相结合的,要求更多的计算机以外的专业知识,其开发人员往往是各个应用领域的专家。
4)软件要求固态化存储。为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储于磁盘等载体中。
5)软件代码高质量、高可靠性。尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高,片上存储器容量不断増加,但在大多数应用中,存储空间仍然是宝贵的,还存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译工具的质量要高,以减少程序二进制代码长度,提高执行速度。嵌入式软件的核心是系统软件和应用软件,由于存储空间有限,因而要求软件代码紧凑、可靠,大多对实时性有严格要求。
6)系统软件的高实时性。在多任务嵌入式软件中,对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾和合理调度是保证每个任务及时执行的关键,单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的,这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成,因此系统软件的高实时性是基本要求。嵌入式软件应用程序虽然可以没有操作系统直接在芯片上运行,但是为了合理地调度多任务,利用系统资源,系统一般以成熟的实时操作系统作为开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。
2软硬件协同设计概念
嵌入式软件设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式软件是一个专用系统,所以在嵌入式产品的设计过程中,软件设计和硬件设计是紧密结合、相互协调的。这就产生了一种全新的发展中的设计理论一一软硬件协同设计。这种方法的特点是,在设计时从系统功能的实现角度考虑,把实现时的软硬件同时考虑进去,硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。既可最大限度地利用有效资源,缩短开发周期,又能取得更好的设计效果。
系统协同设计的整个流程从确定系统要求开始,包含系统要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和开发时间等。这些要求形成了由项目开发小组和市场专家共同制定的初步说明文档。系统设计首先确定所需的功能。复杂系统设计最常用的方法是将整个系统划分为较简单的子系统及这些子系统的模块组合,然后以一种选定的语言对各个对象子系统加以描述,产生设计说明文档。其次,是把系统功能转换成组织结构,将抽象的功能描述模型转换成组织结构模型。由于针对一个系统可建立多种模型,因此应根据系统的仿真和先前的经验米选择模型。
3嵌入式软件开发的方法论
在建立一个完整的嵌入式软件或是产品时,大部分系统都很复杂,不但功能规格很多,还必须考虑例如价格、性能等其他因素,否则很容易做出一个失败的系统或是产品。因此,在进行系统开发之前,必须先了解一些系统设计技术,使得在开发过程中更为顺利。一般来说,产品设计的过程会经历几个步骤,为了确保这些步骤的合理性,我们需要一个设计方法论来面对整个设计过程。采用方法论有以下三个重要理由。
确认所做的每一件事情都是必须要做的,不做无谓的工作,也不漏掉关键性的重要工作,其中包含性能最佳化或是功能测试。
根据设计方法论可以发展出计算机辅助工具或是设计经验累积,汲取每一次产品开发的经验。再经过量化之后,可以发展出一套工具或是方法,让往后的产品设计步入自动化。
开发团队遵循同一套方法论,可以让团队成员更容易彼此沟通。每个人都能在短时间内了解整体过程中将经历哪些过程,需要何种支持与接收到何种结果。此外,也容易通过一套已经定义好的方法论,彼此相互合作协调。设计过程的目标是做出有一定用途且具有创新点的产品。产品的典型规格包含功能性、制造成本、性能表现、省电考虑和其他特性。
4结束语
篇5
关键词:管理;工程项目管理;模式;
一、并行工程概述
并行工程是20世纪80年代中期由美国提出一种新型的管理理念和设计方法,它要求设计、开发人员以产品整个生命周期为研究对象。强调多学科专家的协调工作和一体化、并行地进行产品及其相关过程的设计。可以认为:并行工程是以缩短设计时间、降低成本为目标,以全生命周期为研究对象,以计算机辅助应用为研究手段,以信息技术为基础,以协调的团队精神为核心,强调人与对象之间一体化、系统化协同工作的思想集成和方法论。并行工程的特点是:①并行性。并行工程在强调产品设计过程并行进行的同时,强调设计过程与评价过程的并行,及时对设计方案进行全面的评价,产生阶段性的评价结论,从而保证产品设计质量和工作效率。②集成性。并行工程以信息集成为基础,逐步向产品开发过程集成的方向发展。并行工程的集成性主要体现为信息集成、人员集成和过程集成。③分布性。由于设计、评价人员来自各个方面,他们之间存在组织机构、地域和时间的分布性。因此,需要营造出一个协同工作的环境,为开发设计、评价人员提供进行同步和异步交互的工具,提供表达观点和讨论问题的介质,提供有效的数据分布模型,保证数据的一致性和安全性,并且制定相应的信息交换规范和标准。④渐进性,并行工程环境下的产品设计过程是一个渐进的过程,设计方案、设计思想及设计信息是个逐步完善和充实的过程。
因此经常需要在信息方案不完整和不确定的情况下进行设计质量评价与决策。在产品设计后续过程中,当信息方案得到进一步的补充和丰富后,评价和决策进一步展开,随着设计的进行,各方面信息逐步完备。
二、工程项目管理中并行工程理念分析
工程项目管理是20世纪50年代后期发展起来的一种计划管理方法。一个工程项目的实施从开始到终结,是渐进地发展和演变的,可以划分为若干个阶段,这些阶段便构成了它的整个生命周期,项目管理的本质就是通过一定的组织形式,用系统工程的理论和方法,对工程项目生命周期内的一切工作(包括项目建议书、可行性研究、项目决策、设计、施工、监理、验收等系统运动过程)所进行的计划组织、指挥、协调和控制,是以工程项目目标控制(质量、进度和投资控制)为核心的管理活动,一旦目标得到满足(达到预期目的),项目管理就失去其存在的价值和意义,基于工程项目的生命周期性,项目管理有一种可以预知的生命周期。虽然工程项目管理与其他制造业产品设计有着本质的区别,但在工程项目管理中实施并行工程,有其独到的有利因素:业主在工程项目建设过程中的特殊地位和它所起到的统筹协调作用。工程项目的发起人是业主,最终用户一般也是业主,这一特点决定了业主在参与工程项目的设计与管理中处于主导地位。并且工程项目管理的用户需求分析(即业主的要求)也非常容易做,这一优势是其他制造行业无法做到的,因为其他制造行业、企业无法实施真正意义上的产品最终用户参与设计。另外,如果业主有意识在工程项目管理过程中实施并行工程,基于它和项目的其他参与方的合同关系,业主在并行工程中发挥的统筹领导作用将非常大,设计院、施工企业和监理公司之间的协调将会变得容易,实施并行工程就有了组织保证,同时也体现了并行工程的并行性、集成性(信息集成、人员集成、过程集成)、分布性、渐进性的特点。
三、基于并行工程的项目管理模式的建立
根据上述分析,从系统工程的角度出发建立基于并行工程的工程项目管理模式的组织结构,其特点是:①由业主和项目管理者联合组成工程指挥部,业主参与整个项目的设计和建设过程并占主导地位;②组织结构简化,减少中间环节;③由于采取了并行作业方式,建设周期大为缩短;④强调从设计到程建设全过程的协同作业;⑤有利于建立PDM(Program Data Management)的数据集成与处理系统;⑥有利于建立业主、项目管理者、承包商和供应商之间的新型合作关系;⑦降低建设成本。
四、应用实例
某石化公司是我国特大型联合企业,现原油一次加工能力1000万吨/年,总资产超过百亿元,有员工近万人,可生产汽油、柴油等100多个品种产品,年销售收入220亿元以上,在我国石油石化行业中具有重要的地位和影响。该企业为实现产品结构的根本调整和效益最大化,逐步发展成为“万吨炼油、百万吨乙烯”世界级规模炼化基地,进行百万吨/年乙烯技术改造工程项目。在项目实施之初,该企业组织有关人员对国内相关项目的管理模式进行了广泛的调研, 对目前国内外工程项目管理模式进行了深入的分析,通过充分论证,在结合企业的实际,强调抗风险和高效益的综合控制的基础上,通过实施并行工程,探索出了独具特色的以业主管理层为核心,以专业咨询公司为技术支撑的项目管理团队,强调理解、合作和信任的协同式项目管理模式―――业主驱动型管理模式,建立了基于并行工程的工程项目管理知识体系。
五、结论
(1)通过对并行工程理论的概述及应用分本为目标,以全生命周期为研究对象,以计算机辅助应用为研究手段,以信息技术为基础,以协调的团队精神为核心,强调人与对象之间一体化、系统化协同工作的思想集成和方法论”这一定义。
(2)通过对并行工程理论应用于工程项目管理的可行性进行了探讨,从系统工程的角度出发,建立基于并行工程的工程项目管理模式的组织结构,扩大了并行工程理论应用的外延。为并行工程理论的进一步研究、创新和发展奠定了一定的基础。
参考文献:
篇6
1.1ID与IE概念
传统工业设计的核心是产品设计,在人类社会进入现代工业社会之后,设计所带来的物质成就及其对人类生存状态和生活方式的影响是过去任何时代所无法比拟的,现代工业设计的概念也由此应运而生,现代工业设计有广义的工业设计和狭义的工业设计之分。广义工业设计是指为了达到某一特定目的,从构思到建立一个切实可行的实施方案,并且用明确的手段表示出来的系列行为,它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。狭义工业设计指产品设计,即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应,包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。
1.2ID与IE融合原理
随着知识经济时代的到来,全球竞争日趋激烈,工业设计理念和工业工程理论都发生了重大变化。结合多年的工程实践经验,作者认为工业设计是面向全过程的设计,包括从市场调查、新产品设计定位、专利技术查询与搜集、设计方案初步制定到新产品的包装设计、成本核算、预测风险等内容。因此,其理念可描述为以市场和用户需求为导向,以创新理念为指导,以现代化技术为工具,综合考虑产品的功能、结构、材料、工艺、应用环境等因素,在产品全生命周期内展开的一系列创新增值活动。IE作为管理方法论与工程技术的综合体,对提高企业综合创新能力和整体素质具有不可替代的作用。作者将其在企业中运用的方法归纳为规划、设计、计划、控制、分析/评价、改进/创新、组织七方面。现代工业工程开始系统地从产品本身及其制造过程和产品整个生命周期考虑产品的环境特性,推动传统制造向现代先进制造转变,要求能够快速配置和系统地集成人、技术和资源。同时,现代制造理论和技术广泛应用,对产品设计流程的创新和改进提出了更高的要求。但工业工程更关注的是由“投入—产出”所组成的系统,在中间环节,即产品设计流程方面缺乏合适的理论与方法。新技术、新材料、新发明,在没有转化为在市场销售的商品产生价值之前,是没有实际意义的,工业设计正是科学发明转化为经济成果的媒介和纽带,丰富完善了工业工程“投入—产出”所组成的系统,在设计环节利用工业设计的方法从产品的功能、外观、经济型、市场销售等方面构思,完善整个创新的价值链。ID与IE均涉及了整个产业价值链,二者融合可以帮助企业发掘顾客的潜在需求,创造性地利用科学技术知识进行创新。前者强调依据研发技术对物料、能源、设备、资金、技术、人力和信息等制造资源进行加工和利用,从功能、结构上改进产品,从而实现技术创新,并通过广告、品牌、包装、销售及售后等环节向顾客提品和服务,需要理论方法和技术工具来指导;后者侧重于从理论上为产品的研发提供战略研究,优化流程设计和作业程序设计,制定成本计划、质量计划和过程控制,并对产品设计进行评价筛选及改进,需要具体实践环节发挥其功能。
2IDE技术创新方法
在ID和IE融合原理分析基础上,将IE理论与方法融入ID过程中,全过程运用IE方法,对需求发现、功能设计、结构设计、工艺优化、材料替代、工程应用进行优化与重构,可以衍生出一种基于ID和IE融合的IDE技术创新模式。
(1)需求分析阶段
需求分析既是产品设计成功的基础,也是产品开发设计的最终要求。该阶段:①需要采用工业工程方法,从系统论观点分析把握人们的需求和价值观,以满足人的多种需求为目标展开技术创造活动;②需要利用规划方法,从企业战略、市场研究等方面确定用户需求,明确产品需求范围及使用功能;③需要综合运用评价方法,从产品的经济与社会效益评价方面确定需求的可行性与必要性,明确目前的技术以及企业资源是否有能力完全满足需求,以及满足这些需求付出的代价是否有足够的效益支撑,进而将产品需求转化为产品功能。
(2)功能设计阶段
需要在系统目标引导下,综合考虑各组成部分的相互作用和系统整体的发展变化,从纵横两方面对系统各要素在功能中所处地位和作用加以分析和比较,实施结构、动作、时间、工艺(路线)的展开和多维分解,并确定产品的关键功能。同时,利用价值工程分析方法,对产品功能展开价值分析,在保证产品功能最佳状态下降低产品成本,使产品的结构更合理。
(3)结构展开阶段
该阶段需要利用“原始法则”对系统结构进行破组织分解,划分为通用结构和专有结构,为选择外包或自主研发指明方向。“原始法则”指加大创新思维的“前进跨度”,把思维集中在事物的本质方面,强调将一切复杂的系统分解还原为简单的理、化、生基本现象或基本结构,用最基本的物理、化学、生物等自然科学进行描述。结构展开过程按照装备模型逐级进行。
(4)工艺优化阶段
该阶段需要:①以工业工程流程改进、过程重构、可装配性设计等方法为基础,以技术创新为途径,利用新工具、新方法,对产品生产工艺、装配过程等进行优化。如可借助系统优化方法,以整体全局最优为目标,消除部门主义、利益分散主义,最大限度实现信息整合、技术整合;②运用创新技术优化核心工艺,改进生产流程,实现风险控制、质量控制、流程控制等。此外,在功能分解和结构分解基础上,产品的特殊功能和关键结构设计往往在工业优化阶段实现,创新显得尤为重要,更加需要采用IE方法作为工艺优化的技术工具。
(5)材料替代阶段
①从质量控制方面考虑,必要的材料替代可以改善使用性能,如延长产品寿命、提高可靠性,即使一种材料可以很好地满足某种特定用途,设计人员也应考虑其可替代性;②从设施设备规划考虑,在工作条件改变的情况下,材料替代能很好地满足环境变化的要求;③从成本控制考虑,材料替代能够提供降低成本或改进设计的机会,降低成本,提升产品竞争力。因此,该阶段的主要任务是在满足结构的可靠性、外观要求、工艺性能等前提下,利用新材料或新工艺优点,寻求一种可替代材料,完成相同的设计任务甚至达到更高的技术要求。
(6)工程应用阶段
由于产品的使用环境和用途不同,在使用过程中出现的问题也有所不同,遵循IE服务改进原则,需要对产品进行动态完善,提升产品的性能。此外,将IE工程服务理念融入到工业设计,有利于提升服务过程的效率价值,最终形成全产业链的优化。
3结论
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素生之于我们,想传达的是—种暗含在人心中的生活哲学,我希望一切都是素的,孔子被尊称为素王,素是一种亲切的更加深入生活本质的状态,而生字则更贴近人的生活。也是一种旺盛的生命力的象征。
将传统工艺融入现代设计俨然成为当今工业设计的方法论,你怎么保持产品的独创性?
依靠的是不断的创新,因为,纵观人类发展史,就是不断演进的历史,没有一直保持的新。也没有一直的旧,只有不断地进化。
为什么选择竹做为传承中国手工艺的材质?跟你是一个江南人有关吗?
是,这是在前年年底的一个经历,在对我家乡周边的工艺考察中发现,当地的竹编工艺一度达到国内顶尖水平,而我认为江南地区的智慧远不止于此。
加入陶瓷元素的灵感来源是什么?
跨界和融合是基本的设计思想,陶瓷也是一种传统手工艺。将其融合能更好地发挥艺术张力。也能保持实用性。
在竹子的编织方法中,有没有创新呢?还是完全传承了传统的手工艺编织法?
我们利用了千百年来的老工艺,但是我们将其完全重新应用,我们经过部分修改,转换成新的表现方式,这是更加适应现代设计的一种方式。
和竹工艺师是怎么合作的?
我们需要控制整个设计,然后通过非常细致的沟通。达到共识,然后进行制作。这是一个非常长的磨合过程。
你的作品大多贴近自然,像2010米兰设计周,你设计的叶子灯就是极为出彩,给我们讲讲这件作品吧?
这件作品我非常喜欢,它的光线就像阳光穿过树荫的感觉,柔和而天然。
产品设计必须要面向市场,在你设计产品的时候,是怎么考虑的?有没有遇到什么困难呢?
我们目前最大的尝试就是利用现代设计方式,将产品设计成时尚的产品,同时尽量地将工艺的成本,可行性,实用性考虑到位。
你对于中国现在的工业设计现状怎么看?
我认为中国现在的工业设计是快速发展的时期。制造业的基础已经稳固,越来越高的贸易负担正对制造业的转型提出要求,所以抓住国内市场,打造品牌就必须依靠工业设计。
你认为一件好的产品最应该具备的要素是什么?
我认为一件好的产品应该是让人感受到自然而然的,同时应该是有立场的。
你对“素生”有什么愿景?
我希望“素生”是带有探索性的一个品牌,能把人心中潜藏的天然的意境表达出来。希望保持独特型,保持理念的完整性。
篇8
关键词:对应方法论;符号设计法;视觉传达设计;符号的应用
1 符号设计法的概述
1.1 符号设计法概念
符号设计法就是将符号学原理用于设计活动,以提高产品语言表达能力和发挥产品精神功能的法则。用符号图形构造为基准,通过语义关系创意设计图形构成的方法去充分发掘符号的概念语义在符号设计中的内在价值。
1.2 符号设计法的原则
(1)简化。符号设计法第一条原则为简化。简化意味着将某一事物转化为最简单的表达形式,它不是直观的,而是隐含着逻辑化、符合原理性的操作。简化的主要方法之一就是剪影式图像。它不是文化阐释,而是自然事物的翻版,参照物体在平面上的投影而形成的,整体结构中取消了内部细节和一定的透视关系,突出了鲜明的一般特征。
(2)一致性。符号设计法的第二条原则是一致性。是指让符号相关系统具有统一性的外观。使一组相互关联的符号不但要在外观风格上保持统一,还要在使用中保持一定的标准化。各个企业自身的标志符号要与企业自身保持相对一致性,形成与自身风格相符的特有惯例。[1]
1.3 符号设计法的特性
(1)认知性。认知性在设计中起着较为重要的作用。符号设计的认知性是指符号通过运用相对应的元素作为载体来传达某种特定的意义,并结合设计师对元素的联想创造,最终达到与观者的互动共鸣的效果。
(2)普遍性。如今现代设计是为大工业生产服务的,设计的成果会在各个领域中广泛传播。符号在我们日常生活中是普遍存在的,随着社会的发展它被经常应用在一些视觉导向、广告宣传、公共标识等传播媒介之中。
(3)约束性。由于民族的认知方式不同,所以符号设计法有一定的约束性。每个民族的语言都是在一定的相关文化背景下才能被理解。有相同文化知识背景的人能够接收到相应的符号信息,从而产生共鸣。每个符号只有在符合特定背景范围中才可以被大众所接收。
(4)独特性。符号为了让大众所认知,通常采用“求同”的方式,但其关键在于与“求同”相反的“求异”方式。通过比较来看,“异”为区别之意,它能让符号与众不同,突出本身的特性。在进行相同主题创作时,我们可以找到一个独特的点去发掘尽可能巧妙的创意,这样的一个符号设计才能在众多的传播符号中脱颖而出迅速吸引受众眼球,征服他们。
2 视觉传达设计的符号类型
2.1 征兆符号
征兆符号这是一种广泛意义上的符号。设计作品中多用于表示符号所体现出来的迹象。如观者看到烟雾征兆着火的产生,看到破碎的蛋壳象征一个新生命的诞生。
2.2 象征符号
象征符号和表征对象之间没有内在或是必然的联系。它是大众随着时间的推移约定俗成,潜移默化形成的,是最为含蓄抽象的表意符号。它所指的对象与符号本身具有本质上的相似性,将所指变为意指。比如中国自古以来的传统图形,桃子代表长辈的长寿,龙象征尊贵、莲花象征圣洁等。
2.3 语言符号
语言是言语机能的社会产物,它具有一定的潜在性,作为一种规则而出现。语言符号是指以人工创制由音、义结合自然语言构成,是交际和信息符号的基本形式。在符号系统中有着特殊重要的作用。
2.4 信号符号
信号符号与我们的生活息息相关。是以一种抽象概括图形为视觉信息的传达。这类符号以视觉或听觉作为信息的载体,具有简洁明了的特性。它大多数出现在公共场合。如我国道路交通的指示灯、路况指示图标、特殊情况的指示牌等。
2.5 替代符号
这类符号与客观对象之间没有任何实质的关联性。只是靠人与人之间约定成俗的信息来传递符号的意义。通常作为中介传递信息在同类事物或现象中出现去替代第一性符号。如化学、数学等学科中的加、减、乘、除应用符号。
3 符号在视觉传达设计中的应用分析
3.1 标志设计中符号的应用分析
标志是一种表明信息特征的符号。通常是以单纯,简练,易识图形或文字符号向公众传达一定的内在信息。标志设计就是通过某个图形和文字经过加工提炼后具有针对性的特殊含义,形成抽象性和简约性的信息标识符号。根据构成元素的不同,标志可以分为图形标志,文字标志和图文组合标志三种。
(1)图形标志。图形标志就是一种表象符号。对所要表达的内容通过图形的形式对其形象的概括。图形标志可以用为具象的图形符号和抽象的图形符号为表现手段进行设计。它有自己独特和易区分的图形以及较为醒目的色彩,容易引起观者的注意力和丰富的想象。
(2)文字标志。文字标志是一种可读性的表意符号。它是以单纯的文字代替图形作为标志符号。通常采用中文,拼音,英文字母等形式进行创作。每个文字符号的造型,色彩和内容都会赋予它不同的风格特征。
(3)图文结合标志。图文结合的标志是把表象和表意的符号相结合。将图形和文字相结合,它有着很强的说明性。一些标志组合后,根据消费者的需求对二者元素的侧重点会有所不同,有的会突出文字,有的突出图片,二者在表达上会产生一定的差异。
3.2 招贴设计中符号的应用分析
招贴,又名“海报”,是张贴在公共场所作用于宣传的招贴画。它是以文字,图形,色彩等静态平面的形式作为传达信息的主要符号。在传达中以直观,形象,生动,准确的图形符号为主要视觉语言进行招贴信息的传播,同时决定其传达的效果和美感。现代广告逐渐发展的今天,对于招贴是不可替代的。它主要以创意新奇个性,构图单纯形式感强为主要特点进行传播。
3.3 包装设计中符号的应用分析
随着消费结构的改变,人们的消费观念也发生着相应的变化,对产品的各个方面有了更高的要求。因此,目前基于产品的外包装设计对他们所产生的影响也是较为重要的。
包装不仅具有保护,储存商品的功能,还具有认知传达产品信息和审美精神的功能。在包装设计中图形,标志,色彩,文字,都是品牌识别的关键符号,是根据整个产品的特点和所需传达的信息来设计的。它是连接产品和消费者的重要桥梁,承载着传达产品信息的主要责任。
4 结语
德国文化哲学家卡西尔曾经提出:“人是符号的动物”。我们生活在一个符号世界中,人们先通过创造使用符号,再对相应符号进行解读以实现彼此之间信息的传达与交流。符号设计法在视觉传达设计中产生了很大的作用。首先,大多数运用在视觉传达设计中的图形符号形象简洁,生动,使人一目了然,便于信息的传达与记忆。其次,符号的形式多样化,为创意提供了很大的想象空间。最后,一般设计中图形符号的色泽鲜亮,形式感强,这样就增强了广告信息的传播的视觉冲击力。然而符号设计法在实际应用过程中也存在着一定的局限性。在多元化国际化的设计时代中,对于设计者而言,需要熟悉的掌握现代设计方法论,把握符号设计法,有效挖掘符号的视觉表现力和自身价值,达到与视觉传达设计的有机结合,让设计成为提高人们生活质量的有效动力。
参考文献:
[1] 徐恒醇.设计符号学[M].清华大学出版社,2008:172-176.
[2] 丁月华.图证设计方法论[M].东南大学出版社,2012.
篇9
TRIZ是由发明家阿奇舒勒创立的,包含发明问题解决理论的意思。1946年,阿奇舒勒和一批研究人员通过分析世界近250万份高水平的发明专利,总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,建立了一个由解决技术问题,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,并综合多学科领域的原理和法则,建立起TRIZ理论体系。TRIZ理论是基于知识的、面向设计者创新问题的解决系统化方法学,适用于各行业。TRIZ理论体系以辩证法、系统论和认识论为哲学指导,以自然科学、系统科学和思维科学的分析和研究成果为根基和支柱,以技术系统进化法则为理论基础和核心思想,包括了解决工程矛盾问题和复杂发明问题所需的各种分析方法、解题工具和算法流程。
2TRIZ的矛盾理论及矛盾分析解决过程
在产品设计和改进过程中,首先需要保证或提高产品的某些性能,这可能会导致产品的其他性能受到影响。如果由于设计和改进而产生的影响是负面的影响,则设计改进过程就出现了矛盾。因此可以说产品设计改进的重点就是解决设计改进过程中出现的各种矛盾。TRIZ理论解决问题的根本就是消除矛盾,矛盾的消失意味着问题的解决,其本质是在解决问题过程中,为得到理想结果,找到问题中的关键矛盾并克服矛盾得到创新性解决方案的方法论。TRIZ理论认为在一般产品设计改进中存在两种矛盾:技术矛盾和物理矛盾,对这两种矛盾的解决是TRIZ理论研究的重点。下面对这两种矛盾及解决原理分别进行介绍。
2.1技术矛盾及其解决原理
技术矛盾是指在一个技术系统中两个参数之间的矛盾。为了改善技术系统中某个参数,导致该技术系统的另一个参数恶化,因而这两个参数之间产生了矛盾。TRIZ用数学上比较常见的矩阵方式来简单地表述找到解决办法的途径。TRIZ理论的发明者通过研究总结出一般技术问题中39个系统矛盾对立的技术参数,并且提炼出了解决矛盾的40个标准方法,进而由39个矛盾对立的技术参数和40个标准解组成了矛盾矩阵。在阿奇舒勒的矛盾矩阵中,将39个通用工程参数横向、纵向顺次排列,横向代表恶化的参数,纵向代表改善的参数,在工程参数纵横交叉的方格内的数字代表建议使用的40个发明原理的序号,39个通用工程参数和40个发明原理可参考文献[3]。利用TRIZ矛盾矩阵表,将特定的问题准确地描述后,应用39个技术参数,使其变为一般性质的问题;从表中的40个解中找到解决问题的一般方法;结合实际工程情况,形成特定的解决方法。
2.2物理矛盾及其解决原理
物理矛盾是指在一个技术系统中同一个参数的矛盾。采用分离原理是解决物理矛盾的有效手段,包括时间分离、空间分离、条件分离、整体与部分分离(系统级别分离)。各个分离原理与多种发明原理对应,可结合工程实例帮助设计人员尽快确定新的设计方法。
2.3矛盾分析及解决过程
对于产品设计改进中出现的无论是技术矛盾还是物理矛盾,TRIZ理论采用一系列的分析工具,先将特定的产品设计改进问题抽象为标准的或一般的问题,即找出矛盾的类型,然后采用技术矛盾或物理矛盾的解决原理找出标准的解决方法,最后结合问题实际得到特定的解。利用TRIZ矛盾理论分析解决步骤为:对具体问题进行分析;提取问题中出现的通用工程参数(39个),形成技术矛盾或提取问题中出现的问题参数,形成物理矛盾,将问题转换为标准的或一般的问题;应用矛盾矩阵或分离原理分析问题;通过矛盾矩阵或根据分离原理找到相符合的发明创新原理;以创新原理作为指导和启示,结合实际问题得到具体解决方案。
3TRIZ的矛盾理论在风电产品设计上的应用
近些年,风电行业迅速发展,为快速响应市场需求,提高产品竞争力,风电企业必须不断提高产品性能,降低设计成本。应用TRIZ理论,则可以高效快速地进行产品设计,提高产品竞争力。在具体工程实际问题中,TRIZ的矛盾理论应用最为广泛。下面是在风电产品具体设计中利用TRIZ矛盾理论解决产品设计问题、提高产品性能、降低产品成本的2个应用实例。
3.1应用实例1的问题描述与提取矛盾
1)问题描述。
在某兆瓦级风力发电机组主传动系统设计中,锁定盘与主轴通过螺栓连接,以实现对轴承内圈的预紧和叶轮的锁定。现有设计方案为锁定盘通过直径φ2020节圆上均匀分布的60个螺栓与主轴连接,经计算该设计方案中连接螺栓对轴承内圈的预紧不够,需要增大螺栓预紧力。
2)提取矛盾。
增大螺栓预紧力的主要措施是:增大螺纹直径和长度;增加螺栓数量;增大螺栓分布节圆直径。因其他结构设计要求,螺纹直径和长度不能增加;考虑扳手空间,螺栓数量不能增加,故只能通过增大螺栓分布节圆直径的措施增大预紧力。该锁定盘结构若增大60个螺栓均匀分布节圆直径,则会与加强筋干涉,连接螺栓数量只能设计为24个,预紧力反而会降低。根据问题描述,首先从39个通用工程技术参数中选取并确定一对技术矛盾:预改善的参数:力(10);恶化的参数:物质或事物的数量(26)。对照矛盾矩阵,TRIZ矛盾理论建议的发明原理序号为:35,14,3,对应的发明原理为35为参数变化,14为曲面化,3为局部质量。
3)发明原理应用。
利用局部质量的发明原理,使组成物体的不同部分实现不同的功能,使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。结合该问题实际,解决方案为:在直径φ2020圆上均匀分布36个螺栓孔,在直径φ2420圆上均匀分布24个螺栓孔,经分析计算,该方案可满足连接螺栓对轴承内圈的预紧力要求。
3.2应用实例2的问题描述与提取矛盾
1)问题描述。
某大兆瓦级风力发电机组机舱部分整体尺寸为15m×7m×7m,重量约245t,整体发运至吊装现场存在超高、超重等问题,故需分体发运,其中前机架部分的运输是难点,需制作相应的运输支架,满足运输要求。在风机机舱各部分发运至现场后又需整机安装支架进行现场装配,完成整机装配后再进行整机吊装工作。前机架的运输支架约6t,现场安装支架约14t,如果运输支架和安装支架有部分可以通用、互换使用,则可减低设计制造成本,提高利用率。
2)提取矛盾。
首先建立矛盾模型,前机架指分体运输中需要专门制作运输支架的主要部分,机舱指现场装配的机舱整体部分,支架既指运输支架,亦指安装支架。运输支架设计要求在保证不超过运输尺寸的情况下,重心尽可能地接近地面;安装支架要求现场安装的各零部件与支架、地面之间互不干涉,且可进行安装的空间尽可能大。故该问题的矛盾为物理矛盾:支架在运输时高度分析尺寸尽可能低,在用于安装时尽可能高。
3)解决方案。
基于以上对该技术问题矛盾的分析,运输时要求支架低,安装时要求支架高。利用实用TRIZ理论的空间分离、时间分离法对矛盾进行分析,结合工程问题实际解决方案为:将该机舱运输安装支架设计为底座和法兰筒体两部分,底座高度为640mm,法兰筒体高度为440mm,底座用于机舱运输,将法兰筒体通过螺栓连接在底座上,用于机舱现场安装,支架用于安装时总高度为1080mm,机舱各部分装配与支架、底面不存在干涉。底座约10.9t,法兰筒体约3.4t,用于机舱运输安装的支架总重14.3t,实现了运输支架和安装支架的部分通用性和互换性,同时降低了重量。
4结论
篇10
敏捷开发之所以广受认可,是因为强调持续集成、快速迭代、重构、测试驱动的敏捷开发与传统开发方法相比,能更快速、更有效地交付给客户可用的软件,在市场竞争日益激烈、强调新产品快速交付的今天,能更好地支持企业创新。
然而,敏捷开发并不是一剂万能药,不能解决软件开发团队的所有问题,甚至也不能用以完全取代传统开发方法(比如瀑布流开发)。曾有研究机构进行过调查,走向敏捷开发的公司中有73%并不完全是敏捷开发,而是敏捷开发与传统开发同时采用。
“敏捷开发最初是作为传统开发方法的颠覆者出现的,它摒弃了传统开发方法在工作流程上的严格限制,能更好地彰显软件开发者个人的创造力。然而,在管理方面天生不足,比如规划管理、需求管理、资源管理等方面。”TechExcel公司创始人兼CEO周铁人博士告诉记者。
TechExcel是周铁人博士于1995年在美国加州创建的一家以软件开发为主要业务领域的公司。最初的10多年来公司一直专注于提供软件开发工具,近5年来逐步将业务重点转到软件项目管理。作为公司创立者的周铁人对包括敏捷开发在内的软件开发过程管理和项目管理也有着更为深入和全面的认识。基于多年的软件开发经验的积累,周铁人总结出了一套软件开发的方法论――SpecDD (需求驱动开发),并基于它推出了一套软件开发及项目管理的工具。
“让敏捷开发的团队有一个好的工具,更好地走上敏捷之路。这是我们推出SpecDD方法论及其相关解决方案的初衷。”周铁人说。
SpecDD是一个开发框架,旨在促进敏捷开发过程中的两个交付件:可执行的软件和量化的产品设计。周博士说,SpecDD的本质是一种混合开发模式,既兼容敏捷开发的快速、灵活的优点,同时又融入了传统软件开发方法在开发过程管理方面的优势。
因为敏捷开发否定了文档、流程,也几乎没有需求管理,而这些对于大型软件项目的管理非常必要。以需求管理为例,敏捷开发的入口只有一个简单的功能列表,而大型软件项目的需求涉及很多人,制订功能列表是一个比较复杂的过程,对工作量也需要进行预估。另外,由于敏捷开发没有需求管理,也就没有了需求用例管理,而这些用例对将来的测试是非常重要。