运用CAI工具提升创新设计能力

运用CAI工具提升创新设计能力

运用CAI工具提升创新设计能力 2011： 提高企业的产品创新设计能力，是各国各行业面临的重大课题。本文全面分析了制约创新设计的瓶颈因素，系统地研究了TRIZ理论在产品创新设计中的应用。1 技术创新的需求及其制约因素知识经济的高速发展，使企业面临的竞争越来越激烈。仅靠扩大生产规模，利用优化技术完善现有产品已不能保证企业获得竞争优势。利用有限的资源，快速实现产品的创新设计，成为制造业企业生存的关键。我们从现实中审视国人的创造力，现状令人担优。据统计，我国发电设备、机床和汽车等产品的产量居世界前列，却没有一家装备制造企业能跻身世界500强；我国汽车于关于人类创新经验知识的积累与整理，为使用者提供了最高水平的问题解决工具，它包括：产品的技术进化模式、40条发明原理、分离原理、76个标准解、经挑选的创新实例、效应等。基于TRIZ的问题解决模型如图2所示。

图2 基于TRIZ的问题解决过程模型

基于此问题解决模型，综合运用TRIZ的分析工具和知识库工具，可以帮助设计人员克服心理惯性，建立问题分析模型，扩展设计人员的知识积累，降低新产品的开发的技术风险。3 计算机辅助创新设计计算机辅助创新(CAI：Computer Aided Innovation)技术是新产品开发设计中的一项关键基础技术，在概念设计阶段对研发加以支持，成功地把信息化技术应用到了产品生命周期的最前端。Pro/Innovator是亿维讯公司开发的计算机辅助创新设计平台。其针对中国企业技术创新的现状与需求，基于TRIZ理论和领域知识本体，构建了CAI技术平台的功能框架，包括专利分析、系统分析、问题定义、系统进化预测和问题求解、方案评价及专利的计算机辅助生成等部分，对企业技术创新活动提供有力的支持。Pro/Innovator系统在定义创新问题后可以通过以下多种途径对问题进行求解，如：问题分解、解决方案、创新原理、专利查询等。每一个问题求解模块都为工程人员提供一组有效的问题解决方法。如创新原理模块中提供了40多条常用的发明原理，每条发明原理都有若干相对应的工程实例应用说明，对于问题的解决有重要的启发意义。石油产品中含有石蜡，当环境温度降低时，石蜡会沉积在石油产品的容器内壁上，此现象发生的温度称为浊点。浊点对于石油产品的性能十分重要，准确的、快速的测量石油产品的浊点有重要的工程意义。我们利用Pro/Innovator求解工程问题。在问题定义后，在解决方案模块中，我们通过关键词查询相关的工程解决实例，在查询窗口中输入“petroleumchemical”，其中、、等操作符定义了各关键词之间的逻辑关系。

图3 全反射型波导传感器

在众多推荐的工程实例中，我们检索到一条和本工程目标十分相近的工程实例。如图3所示。实例建议采用全反射型波导传感器测定石油产品的浊点。波导层包括光纤光束的射入和射出通道，通道与测定面呈一定角度相交，测定面与没有达到浊点的石油产品接触。入射光束在波导/样品边界处折射，并进入石油产品。传感器和样品用装有温度传感器的冷却/加热装置逐渐冷却，冷却使得石蜡沉淀在测定面上。石蜡的折射率低于石油产品的折射率。如果温度达到浊点，光束会被全部反射，光束通过射出通道进入光电探测器。这样，就可以用全反射光束测定石油产品的浊点了。4 总结通过计算机辅助创新工具，将领域知识与创新方法有效的结合起来，有效的提高了工程人员的创新能力。计算机辅助创新设计平台--Pro/Innovator为技术创新提高了有力的支持。(end)

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