基于E-QFD-TRIZ-FTOPSIS集成方法的人機產(chǎn)品創(chuàng)新設計與評價技術.pdf

1、在日益激烈的全球化市場競爭中，創(chuàng)新是產(chǎn)品贏得市場，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心因素?？茖W準確的設計理論與方法可以指導產(chǎn)品設計過程，是產(chǎn)品成功開發(fā)的重要前提。設計階段是產(chǎn)品開發(fā)的首要階段，面向設計階段的產(chǎn)品創(chuàng)新設計與評價是一項復雜的創(chuàng)造性活動。隨著用戶需求的多樣化與個性化增長，創(chuàng)新設計與評價所涉及的科學與技術領域知識愈來愈多，大大增加了設計過程的復雜性。因此，針對現(xiàn)有設計理論與創(chuàng)新方法的文獻分析，探究多學科理論與方法集成模型，開發(fā)產(chǎn)品創(chuàng)新設計與評

2、價的具體方法流程，從而指導設計過程的準確實施。
　　另外，用戶在追求產(chǎn)品基本功能與質量的同時，產(chǎn)品的安全性、舒適性、易用性、高效性、審美性、愉悅性、環(huán)保性等人機設計特性越來越受到重視?；谌藱C工程學(Ergonomics，E)理論的人機產(chǎn)品創(chuàng)新成為產(chǎn)品設計的焦點，其合理開發(fā)可以有效預防與緩解由設計、生物、化學、物理等因素引起的人體危害，提高各項生活、生產(chǎn)勞動或工作的安全與效率，實現(xiàn)人、機與環(huán)境的共生系統(tǒng)。因此，以人機產(chǎn)品為研究對象

3、，開發(fā)面向人機產(chǎn)品創(chuàng)新與評價的關鍵技術，對于改善設計質量，減少設計失誤，加速設計過程，提高設計競爭力，提升設計水平具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文的主要研究工作與創(chuàng)新成果如下：
　?。?）提出依據(jù)三角測量法，即通過專家訪談、問卷調研與E理論文獻三種數(shù)據(jù)資料來源獲取用戶需求原始描述，經(jīng)由E專家與工業(yè)設計師的專業(yè)知識背景與實踐經(jīng)驗，將重復、相似、模糊的用戶需求分別進行刪除、合并與轉化。并將所獲取得用戶需求，通過問卷采用5點量表法進行

4、優(yōu)先度評價，再經(jīng)由因子分析法進行用戶需求結構優(yōu)化，采用Cronbachα系數(shù)進行信度檢測，確保用戶需求的完整性與有效性，創(chuàng)建了基于E理論的用戶需求優(yōu)先度評價模型與方法。
　?。?）以傳統(tǒng)質量功能展開(Quality function deployment，QFD)方法為研究基礎，分析并挖掘其5項方法缺陷。構建了簡化的QFD質量屋，將基于E理論的用戶需求優(yōu)先度評價方法作為該質量屋的源頭輸入，彌補了傳統(tǒng)QFD方法的缺陷1：矩陣規(guī)模過大

5、造成計算的復雜性與耗時性，缺陷2：用戶需求獲取的完整性與有效性無法保證，以及缺陷3：產(chǎn)品工程技術特性獲取的主觀性。創(chuàng)建了基于 E/QFD集成模型的人機產(chǎn)品創(chuàng)新設計關鍵問題與關鍵設計區(qū)域定位方法。
　　（3）以發(fā)明問題解決理論(Theory of the Solution of Inventive Problems, TRIZ)為研究基礎，分析并挖掘其3項理論缺陷。將E/QFD模型方法與TRIZ理論結合，借助TRIZ沖突解決原理中的

6、沖突矩陣、分離原理與40項發(fā)明原理，解決創(chuàng)新設計關鍵問題，并結合關鍵設計區(qū)域與E設計原則，創(chuàng)建了面向人機產(chǎn)品創(chuàng)新方案產(chǎn)生的E/QFD/TRIZ集成模型與方法。該集成模型可以彌補傳統(tǒng)TRIZ理論缺陷1：未明確準確的創(chuàng)新問題，及缺陷2：缺少相關人機設計指導原理。同時彌補了傳統(tǒng) QFD方法缺陷4：未涉及解決創(chuàng)新問題的具體方法與手段。
　?。?）針對若干人機設計方案優(yōu)選與決策問題，構建了基于E設計要素與外觀形態(tài)特征群的兩種評價屬性體系。利

7、用模糊理論中的三角模糊數(shù)與語言變量及傳統(tǒng)TOPSIS方法，提出將模糊理論與TOPSIS方法相結合的多屬性群決策方法，并創(chuàng)建了基于 FTOPSIS的人機設計方案模糊多屬性群決策模型與方法。
　?。?）將FTOPSIS模糊多屬性群決策方法與E/QFD/TRIZ模型相結合，創(chuàng)建了設計階段的人機產(chǎn)品創(chuàng)新與評價完整集成模型E/QFD/TRIZ/FTOPSIS與方法，彌補了傳統(tǒng)QFD與TRIZ共有的缺陷，即未涉及針對若干設計方案的評價方法。并