稳健概念设计方法及实现技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201331204030河北工业大学硕士学位论文稳健概念设计方法及实现技术研究论文作者：邱亮学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：张换高职称：副教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringResearchonRobustConceptDesignMethodandImplementationTechnologyByQiuLiangSupervisor:Prof.ZhangHuangaoMay2016原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、

3、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：I摘要传统概念设计过于依赖设计后的实验和试错来改正设计，并且需求与功能间的转化程度不深，导致概念设计方案繁多且复杂，产品设计满意率低，且无法保证产品质量。为了解决概念设计结果不确定的问题，文章在概念设计过程的基础上，集成了多种创新工具，构建了稳健概念设计的方法。包括将用户需求映射为设计功能要求，将设计功能要求转化为功能实现矩阵，以及最终概念方案的选择和优化。最后以新能源电动车作为概念设计实例，验证了该方法的实用性。研究主要内容如下：1、客户概念映射的方

4、法。传统概念设计开始于用户需求目标确定后，而在稳健概念设计中，需要增加用户需求设计模式，增加用户需求转化为设计语言的设计过程，使真实的用户需求稳健的转化为设计功能信息，并对冗杂的多余信息不敏感。主要探讨了以QFD理论为基础，并结合KJ法与专业评价，对模糊的用户需求进行提取和归类的方法。结合39个通用工程参数，将模糊用户需求转化为符合技术要点的关键用户需求，再对关键用户需求进行评价和转化，将其转化为有利用发现冲突并且可进行参数设计的设计功能要求，建立一个需求提取与转化的两阶段QFD基本流程。2、性能设计方法。为了解决功能要求转化为设计参数时，由于概念设计产生耦合性，模块间的性能改变和结构改变对

5、整体概念的稳定性影响较大的问题。使用公理设计的独立公理并结合下游情景分析方法，将设计功能要求进行公理化设计，减少耦合性概念方案。并通过下游制造和装配可行性设想，获取在设计、制造与装配都具有可行性的无耦合或解耦的功能实现矩阵，减少概念设计方案的数量和复杂性。3、对概念设计方案进行选择优化。为解决概念设计方案无法保障质量的问题，需要对概念设计方案进行关键特征把握。利用TRIZ的冲突解决工具，对获取的概念产品方案进行冲突解决，优化概念设计方案。然后根据设计元件的选型方法进行关键特征把握，并对关键特征参数进行基于稳健设计的信噪比与灵敏度分析，最后获得符合用户满意需求的稳健概念设计方案。4、利用新能源

6、电动车的工作原理以及其使用目的，对特定的用户群进行需求获取。然后根据获取的用户需求，应用稳健概念设计流程对新能源电动车进行了整车系统设计，验证了该流程的实用性。关键字：QFDTRIZ公理设计信噪比稳健概念设计电动车IIIABSTRACTTraditionalconceptdesignprinciplesmainlybaseonexperiencesandtrial-and-errormethod,thedegreeoftransformationbetweenneedsandfunctionislow,whichcausesthelowsatisfactionrateofdesignandq

7、ualityproblems.Inordertosolvetheuncertaintyproblemoftheconceptualdesignprocess,thispaperintegrateswithmanyinnovativetoolsonthebasisofit,andarobustconceptualdesignprocesswasdesigned.Thisprocessincludesmappin