机械产品突破性概念创新设计机理研究

The studies in Technology Innovation Management (TIM) show that there are two kinds of innovations,incremental and radical. The second type is important for the technologial upgrade and the improvment of self-innovative ability for firms in mechanical industries.But there is no a theory system for radical innovative designs in mechanical field up to now. Designers in industries make designs by experiences. It is difficult for them to make out a radical innovative design or a radical innovative product. This has an important effect for the industry in China now. To acarry out the research to deal with this topic is an eargent need for our mechanical industry. . .This project is to study the mechanism of radical conceptual designs for mechanical products.The study deals with several sentific problems, such as the net-work of new effects in physics, trimming for main functions of the products, the applications of TRIZ principles for evolutions. The new ideas are put forward in fuuzy front end. The final ideas after evaluation are transformed into new functions or new priciples in conceptual design stage. In this way, the working principles of a product could be upgrade. Also new principles can be created which are the base for the development of new technologes or products to the world. New process models will be formed for the application of desingers in industries. The real designs will be carried out for experiments of usability for the model. .. The resrach project is a kind of discoveres about radical innovative designs in mechnical field. It is important both for the theory improvement and real applications in industies.

技术创新管理领域的研究将技术创新分为渐进性创与突破性创新两类，后一类创新的实现，对企业技术升级及自主创新能力提升具有重要意义。然而，机械设计领域并没有建立突破性创新设计的理论体系，机械制造企业研发人员依据经验很难开发出突破性创新技术或产品，影响了我国企业的技术升级与发展。企业研发与设计人员希望应用该类理论指导其实践。因此，开展该类研究具有广阔应用背景。.本项目研究机械产品突破性概念创新设计机理，包括新效应资源的组织与应用、面向产品主功能的裁减、TRIZ中的技术预测、技术进化等原理的应用，在产品创新的模糊前端阶段提出新设想，在概念设计阶段将该设想转变成新功能及新原理，实现已有产品工作原理的升级换代，或创造出全新技术及产品的工作原理，形成突破性概念创新设计过程模型，通过实例验证该模型的适用性。.本项目将是机械设计领域中突破性创新设计理论研究的一种探索。

在技术创新管理领域，将技术创新分为渐进性创新与突破性创新两类，而后一类创新的实现，可以极大促进企业技术升级。目前在机械设计领域，由于缺乏系统的突破性创新设计理论体系，企业研发人员只能依据经验进行技术开发，使得突破性创新技术或产品开发很困难，阻碍了我国企业的技术升级与发展。企业研发与设计人员急需该类理论指导其实践工作，因此，本项目具有的广阔应用前景。.项目组经过研究，首先建立了面向成熟期产品突破性创新设计模糊前端过程模型。并基于产品技术系统主功能物质—场模型，利用基于全局理想化的技术子系统功能裁剪工具，提出了机械产品突破性创新设想产生过程模型。为了实现对突破性创新功能元的求解，研究了基于效应的功能综合原理，建立了以多生物效应知识库为代表的新效应知识库。综合上述方法，进一步建立了基于突破性创新的机械产品概念设计过程模型。面向突破性创新过程出现的多冲突问题，通过冲突网和参数网的转化，建立了机械产品多冲突的突破性创新设计模型。最后，以架桥机为例，验证了所研究理论结果的正确性和适用性。.本项目已发表论文48篇，其中SCI检索1篇，EI检索23篇；申请专利21项，其中发明专利18项（12项已授权），实用新型专利3项（已授权）；编写专著3部；培养创新工程师277人。完成了该项目成果在21家企业的转化及推广应用。.本项目是在机械设计领域中，对突破性创新设计理论研究的深入探索。项目的研究成果形成了系统的突破性过程方法和模型，并经过了实例验证，这就使得突破性创新过程由原来的凭经验和试错，转化为更加高效的系统化方法，提高了创新效率与成功率。因此，本项目的研究对企业技术创新能力提升和产品技术升级具有重要意义。