随着产品互联网时代的到来,针对传统产品设计需求的获取方法单一、实时性差、主观性过强等问题,提出了一种基于大数据分析和粗糙集理论的产品需求分析方法.采用网路爬虫技术,实时获取存在于多种信息载体中的大体量用户需求;利用大数据分析工具和粗糙集获取不同语义层次的用户需求类型的权重,并通过质量功能配置(quality function deployment,QFD)质量屋将用户需求转换为相应的工程设计参数,从而为准确获取反映用户需求的产品设计方向提供依据.以三星手机Galaxy S6Edge为例,通过对该款手机在微博和京东商城的产品用户评论等数据进行大数据分析,并结合粗糙集理论的用户需求计算方法,验证了提出方法的有效性.
针对管道检测机器人系统'Pipe Guard'的检测模块在检测过程中无法自适应检测不同直径的管道这一问题,提出一种基于发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的自适应检测模块的创新设计方法,建立基于TRIZ物场模型和冲突解决理论的管道检测模块创新设计过程模型,实现了对不同直径管道的自适应检测。通过定义TRIZ问题,综合采用TRIZ物场分析模型的标准解以及冲突解决理论的分离原理和发明原理求解该设计问题。采用一种可分离的弹性鼓、膜实现了自适应检测不同直径的管道。当管道直径变大时,弹性鼓、膜通过弹簧的作用力而伸长以适应管道内壁并检测管道;当管道直径变小时,弹性鼓、膜可在管壁的作用下,自适应收缩。最后,通过力学分析和数学模型验证了方案的可行性,并给出了影响检测精度和检测灵敏度的因素以及控制检测精度和灵敏度的方法。
为实现发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)中概念解到特定解的,从认知心理学角度分析产品创新设计问题的解决机理,提出一种多粒度多层次的知识组织模型,将设计知识按照TRIZ原理、功能、行为-流对、科学效应、领域五种属性进行标注,每种属性又包括概念、语义和事实资源三种层次结构,构建多属性多层次的本地知识库,为设计者提供本领域知识。此外通过语义本体推理和语义扩展从专利数据库和网络资源中获取近领域、远领域知识,在创新设计问题解决过程中推送给设计者,有利于激发设计者进行联想类比,支持其从不同粒度分析和解决问题。最后建立基于多粒度知识组织的创新设计问题解决模型和系统框架,并结合III型铁路扣件的概念设计示例说明该模型的应用。
