产品创新设计理论工具与虚拟产品开发

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1、纺织机械2013年第6期·研究与应用·7产品创新设计理论工具与虚拟产品开发白连科吴承红(1经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司0306012经纬纺织机械股份有限公司100125)摘要本文针对现行企业产品设计开发中存在的观念滞后，缺乏创新意识，知识产权意识淡薄，产品设计教育与实际需求相脱节等现状，着重介绍了支持产品创新的TRIZ发明原理方法，基于语义处理技术的知识挖掘整理_7--具Knowledgist和基于知识的创新工具TechOptimizer、GoldfireIn—novator的主要特点和功能，以及当前虚拟产品开发(VirtualProductDevelopment，VPD

2、)存在的局限，最后指出在产品全生命周期中引入创新设计理论工具，并与VPD有机集成，将是解决企业技术创新难题的有效途径。关键词产品创新设计虚拟产品开发(VPD)计算机辅助创新(CAI)多数是低水平重复，创新性设计为数甚少]。当前1引言我国创新能力不足和对创新方法的认识不足的原产品设计在产品的整个生命周期中占有极为重因，主要有以下几方面：要的位置，它从根本上决定着产品的内在和外在品2．1设计观念滞后。缺乏创新意识质及成本，是决定产品命运的关键环节。因此，重视根据日本日立公司统计，每增加1000亿日元的创新设计是提升产品竞争力的根本途径。当今，创销售额，其中创新设计的作用占51％，技

3、术与设备新能力已成为决定国家在国际竞争和世界格局中地改造的作用占12％。另据英国网上对企业界统计位的重要因素。因此，要实现《国家中长期科学和技分析：创新设计的投入产出比为1：5，技术改造的投术发展规划纲要(2006-2020))中成为世界一流创入产出比为1：2J。而国内大多数企业缺乏自身的新型国家的目标，实现中国制造业从“中国制造”到产品设计体系，产品设计十几年、甚至几十年一成不“中国创造”的转变，必须大力开展创新方法的学习变；有的企业往往仅重视技术创新而忽视产品的设和研究。计创新。而且传统创新方法(类比法、试错法、经验回顾产品设计工具的发展历程，从20年前以设计法、折中法、头

4、脑风暴法等)效率低，成本高。CAx为代表的数据集成发展到1O年前以PDM／2．2知识产权保护意识淡薄ERP为代表的信息集成再发展到近几年以CAI产品的创新意识不强，对创新者的保护机制不(ComputerAidedInnovation，计算机辅助创新)为代健全。一方面，许多企业的产品多为依赖模仿和引表的知识集成，基于知识的创新已经成为制造业信进，忽视对创新者权益的保护，损害了他人的专利息化的未来发展方向之一。权。比如在某年的广交会上，不少轻工产品由于害怕成为被仿冒的“重灾区”，参展厂商纷纷挂出“请勿2产品创新设计的现状拍照”的牌子，甚至不敢将设计的实物直接亮相，而二十世纪初，经济

5、远落后于英、法的德国依靠在近几届纺机展览会中也不乏有胆大的仿冒产品则“设计”走到世界的前沿；二战后的日本也将“技术立“幸运”地被查封或直接请出会场。另一方面，有些国，设计开路”作为其发展的战略导向和基本国策，企业自己设计了产品不去申请专利，缺乏保护意识。仅用三十年时间一跃成为经济大国。而据机械工业有的即便申请，由于国家专利政策导向偏差、专利审部统计，我国自主开发的产品只占全部机械产品的查不严等，导致专利数量多(有的仅仅是为了完成体46％，而且这些产品仍需要部分或全部利用国外先制内的考核指标或评职评奖)，质量差，垃圾多。根进技术。有资料表明，我国大多数企业的产品50％据官方数据统

6、计，我国现有专利的转化率不足以上是完全照抄，其余50％中，一半是改型设计，大10％[3l8·研究与应用·纺织机械2013年第6期2．3创新理论教育不足的产品，国际上许多新技术、新理论和新方法相继产虽然国内不少院校以“工程材料和机械制造基生，主要有质量功能展开(QualityFunctionDe—础”作为培养学生的工艺设计和材料选用能力为主ployment，QFD)、创新问题的解决理论(TRIZ，俄文的课程，突出新材料、新工艺和新技术的应用。以字首缩写的英文置换，TheoryofInventiveProblem“机械原理”作为培养学生机构构思和设计能力为主Solving)和田1=

7、I方法(TaguchiMethod)等等。在此的课程，围绕机电一体化的发展方向，突出机械系统本文重点介绍TRIz理论方法。的运动设计及机构综合。以“机械设计”作为培养学TRIZ是由前苏联G．S．Altshuller为首的一批生零件及整机的设计能力，突出机械传动机构的发科研人员，经过1500人年，在综合多学科领域原理、展与创新，强化现代设计理论和方法的应用。但这法则的基础上，对近250万件高水平发明专利进行些内容仅是发明创新的基础工具，是发明创新必不分析归纳而形成的解决创新问题的理论方法体系，