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基于CBR、TOC和TRIZ的绿色设计模型研究

作　者: 李阳
导　师: 胡树根；王耘；宋小文；黄长林
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 基于实例推理约束理论发明问题解决理论绿色设计模糊评价用户需求
分类号: TB472
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 67次
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内容摘要

随着社会的进步与经济的发展,市场竞争愈来愈激烈,同时日益突出的环境问题和日益匮乏的能源和资源迫使企业提高市场敏感度,加快产品设计进程,同时降低产品的能源消耗和资源消耗,减少产品对环境的污染。产品绿色设计在这个背景下应运而生,绿色设计的基本思想是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响最小。论文对产品绿色设计方法进行了研究。为在产品绿色设计过程中少走弯路,提高设计效率,本文综合基于实例推理技术(Case-Based Reasoning, CBR)、约束理论(Theory of Constraints, TOC)与发明问题解决理论(Theory of Inventive Problem Solving, TRIZ)各自的特点和优点,并结合模糊数学原理对绿色产品进行综合评价,提出了一种基于CBR、TOC和TRIZ的绿色设计模型。该模型首先利用模糊评价法进行绿色综合评价,建立基于特征属性的实例库；通过TRIZ的进化法则求解得到能够满足用户兴奋型需求的目标方案；然后基于相似度计算在实例库中匹配源实例进行修改重用得到新设计方案；接着结合TOC对新设计方案的绿色设计目标满足程度进行分析,找到绿色设计目标未能完全满足的根本原因；最后运用TRIZ解决问题流程对问题分析求解,获得产品绿色设计方案,并提取产品绿色设计方案功能信息和绿色程度信息存储进实例库。本文提出的设计模型具有系统性和完整性。论文将该模型运用在接线板的绿色设计上,成功获得绿色设计方案,验证了该模型的正确性和可行性,为类似产品的绿色设计起到了参考借鉴作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-24
  1.1 课题研究的背景和意义  11-12
  1.2 用户需求分析的国内外研究现状  12-16
    1.2.1 市场驱动  12-13
    1.2.2 技术驱动  13-14
    1.2.3 用户需求的描述  14-15
    1.2.4 用户需求的隶属分析  15-16
  1.3 绿色设计及相关设计理论的国内外研究现状  16-21
    1.3.1 绿色设计的研究现状  16-17
    1.3.2 TOC的研究现状  17-18
    1.3.3 TRIZ的研究现状  18-19
    1.3.4 TOC和TRIZ结合的研究现状  19-20
    1.3.5 绿色产品的评价方法研究现状  20-21
  1.4 课题主要研究内容和结构安排  21-23
    1.4.1 论文的主要研究内容  21-22
    1.4.2 论文的结构安排  22-23
  1.5 本章小结  23-24
第二章基于模糊评价的绿色产品综合评价方法  24-42
  2.1 绿色产品评价指标体系的改进与评价标准的建立  24-30
    2.1.1 单位能耗环境属性指标  25-28
    2.1.2 单位能耗资源属性指标  28
    2.1.3 能源属性指标  28-29
    2.1.4 单位能耗经济性指标  29
    2.1.5 评价标准的建立  29-30
  2.2 绿色产品评价方法的选择  30-31
  2.3 模糊集合理论  31-36
    2.3.1 模糊集合基本概念  32-33
    2.3.2 隶属函数的确定  33-36
  2.4 基于模糊评价的绿色产品综合评价方法一般步骤  36-41
    2.4.1 设定评价因素集  36-37
    2.4.2 设定评价等级  37
    2.4.3 构造模糊评价矩阵  37-38
    2.4.4 用模糊层次分析法确定各评价因素的权重向量  38-41
    2.4.5 求解综合评价向量  41
  2.5 本章小结  41-42
第三章基于TRIZ的用户需求获取模型及应用研究  42-58
  3.1 发明问题解决理论TRIZ  43-46
    3.1.1 TRIZ的定义  44
    3.1.2 TRIZ的主要研究内容  44-46
  3.2 基于TRIZ的用户需求获取模型的建立  46-51
    3.2.1 成熟度判定  46-47
    3.2.2 功能分析  47-48
    3.2.3 进化分析  48-50
    3.2.4 基于模糊统计的功能需求隶属分析  50-51
  3.3 案例验证  51-57
    3.3.1 成熟度分析  51-52
    3.3.2 饮水机的功能分析  52-53
    3.3.3 进化分析  53-56
    3.3.4 功能需求的隶属分析  56-57
    3.3.5 确定兴奋需求  57
  3.4 本章小结  57-58
第四章绿色化改进设计方法研究  58-69
  4.1 约束理论TOC  58-59
    4.1.1 TOC的定义  58-59
    4.1.2 TOC的应用领域  59
  4.2 TOC的关键技术  59-65
    4.2.1 TOC的核心步骤  60
    4.2.2 TOC的思考程序  60-65
    4.2.3 思维流程和核心步骤之间的关系  65
  4.3 绿色化改进设计方法的一般步骤  65-68
  4.4 本章小结  68-69
第五章基于CBR、TOC和TRIZ的绿色设计模型  69-87
  5.1 CBR技术的发展状况  70-72
    5.1.1 CBR的定义及工作流程  70-71
    5.1.2 CBR的研究现状和发展趋势  71-72
  5.2 CBR的关键技术  72-77
    5.2.1 实例的表达  72-73
    5.2.2 实例的检索  73-75
    5.2.3 实例的修改重用  75-76
    5.2.4 实例库的维护  76-77
  5.3 基于CBR、TOC和TRIZ的绿色设计模型的建立  77-86
    5.3.1 基于特征属性的实例库模块的建立  77-80
    5.3.2 用户需求模块的建立  80-81
    5.3.3 实例检索重用模块的建立  81-84
    5.3.4 绿色化改进设计模块的建立  84-86
  5.4 本章小结  86-87
第六章基于CBR、TOC和TRIZ的接线板绿色设计  87-108
  6.1 基于特征属性的实例库的建立  87-99
    6.1.1 建立接线板的评价指标体系和评价标准  87-89
    6.1.2 建立实例库  89-90
    6.1.3 绿色程度的综合评价  90-99
  6.2 用户需求的获取  99-102
    6.2.1 成熟度分析  99
    6.2.2 功能分析  99
    6.2.3 进化分析  99-101
    6.2.4 功能需求隶属分析  101-102
    6.2.5 确定兴奋需求  102
  6.3 实例检索重用  102-104
  6.4 绿色化改进设计  104-107
  6.5 实例库的维护  107
  6.6 本章小结  107-108
第七章总结与展望  108-110
  7.1 研究工作总结  108-109
  7.2 研究工作展望  109-110
参考文献  110-115
攻读硕士学位期间研究成果  115-117
致谢  117

基于CBR、TOC和TRIZ的绿色设计模型研究

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