几种前沿设计的理论研究与创新

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1、几种前沿设计的理论研究与创新发明问题解决理论在军事、工业、航空航天等领域起着开创性的作用，成为创新的“金手指”，发明解决理论可以轻易地解决那些“看似不可能解决的问题”，提升核心竞争力。随着我国将创新提上国家发展的首要政策，发明解决理论鹤立鸡群。通用设计遵循公平性、使用灵活、简单直观、信息明确、容错性、低能耗、尺度空间可接近使用等七项原则，主张“产品面前人人平等”，设计力求与人方便，处处体现了“为人而设计”的本质。提高产品设计的速度、增加产品制造的敏捷性、降低产品生产的成本和增加产品的多样化，都是公理化设计利用模块化的优点。它的实现需要解决大规模定

2、制对时间、成本和多样化的要求，需要新的设计技术和方法的支持，这是与传统意义的设计是截然不同的。　　关键词发明问题解决理论；公理化设计；通用设计理论；泛设计理论　　TM7A1674-6708（2011）54-0053-01　　1发明问题解决理论（TRIZ）　　1946年前苏联GSAltshuler及其领导的一批研究人员，花费几年，在分析研究世界各国几百万件专利的基础上，综合多个学科领域的原理、法则形成的理论体系，提出了发明问题解决理论。研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则是它的主要目的。这一理论的运用，大大加快创造发明高质

3、量创新产品的进程。TRIZ是将人们思考问题、解决问题的过程科学化，并为问题的创造性解决提供正确的探索方向。[1]利用TRIZ方法解决的问题很多都可以成为新的发明创造。但这并不意味着TRIZ是解决任何问题的灵丹妙药，也不意味着使用了TRIZ马上就可以自动地得到问题的解。问题的真正解尚需要技术人员依据TRIZ所提供的问题解决指针，根据问题的特定条件，利用特定的知识和经验去探索。TRIZ理论的研究已有几十年的时间，但是它存在许多有的问题，比如:没有提出如何随着设计人员在构思创新产品过程中的规律而建立一种有效的产品设计机制。我国学术界目前着手加强TRIZ

4、理论的研究，不但要抓紧它的研究前沿，还要结合国内的情况有的放矢。还有，尽快将该理论覆盖到工业工程方面，因为TRIZ理论的基础是对专利进行研究而总结出来的，形成了容易被掌握的发明问题解决理论，如果能在工矿等方面推广应用，必将巩固我国技术创新的主体地位，提高世界市场上的竞争力，推动创新技术的发展。　　2公理化设计（AxiomaticDesign:简称AD）　　公理化设计是美国MIT机械工程系NamPSuh教授对设计理论进行了系统的研究后提出的。该理论在产品设计领域，如机械产品设计、软件设计等方面有重要的影响。AD的出发点是将传统上以经验为主的设计，建

5、立以科学公理、法则为基础的公理体系。设计的问题域看作为顾客需求域[CAs]、功能域[FRs]、物理域[DPs]、过程域[PVs]4个依次通过映射机制相联系的问题域概念模型。　　公理化设计的两个公理是：　　1）独立性公理。即保证FRs的相互独立，使得DPs的调整只对其满足的FRS产生影响；　　2）信息公理。设计要满足信息量最小。信息量最小的设计成功的概率最大；　　公理化设计是设计领域的通用性设计理论，它以四个域和两条设计公理抽象地概括设计领域的基本规律.详细分析了公理化设计域中元素的分解和相邻域间"之"字形映射变换的思维过程，阐述了利用独立性公理和

6、信息公理判断设计方案优劣的方法，提出了公理化设计过程是分析活动与分解活动相互交织在一起从抽象到具体的设计过程，为产品设计者提供了一个可行的设计框架.在公理化设计体系中，其主要贡献在于提出公理抽象本身推进了设计研究的深化。在信息集成的基础上，集成地、并行地设计产品，并将公理化设计理论应用其中，之后建立在公理化设计理论的基础上的并行设计系统模型这是并行设计。运用公理化设计理论对产品的设计方案进行评价和决策，主要是面向制造设计的决策过程，得到了可制造性评价的指标.然后将信息公理应用于产品设计方案评价。这样为计算机辅助决策的实现提供了行之有效的方法。　　

7、3通用设计理论（GDT）与泛设计理论（UDT）　　通用设计的演进始于1950年代。美国设计师麦斯提出的设计理念，不是一门新的学科，或有它的何独到之处。通用设计需要的只是对需求的认知，让每件物品在我们设计及生产后能够最大程度的使用。在学术领域，它还有一个名称为“共用性设计”。遵循几个原则：公平性、灵活性、直观性、感官性、容错性、效率性和空间和尺寸性。在GDT的基础上，Karslruhe在1998年5月会上又提出了一个精细设计过程模型，以改进GDT原先对实际设计过程描述的不足。在提出的模型中，“设计”被定义是完成技术规格书的过程，成为可行的、稳定的、

8、完整的最终产品定义。该理念在国外发展比较迅猛，在我国目前还处于刚刚起步阶段和概念研究的理论层面。倡导“以人为本”的通用设计理念在我国大型