【摘 要】
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制造业作为国家基础工业的重要支柱,对于经济高质量发展至关重要。随着我国制造业水平的提高,融合多种高新技术的复杂技术系统愈加常见。在复杂技术系统中,隐性冲突由于潜伏性强、总体数量多以及相互关联等特征,成为制约复杂技术系统创新设计的主要因素。本文针对现有冲突分析方法的局限性,以TRIZ理论为基础,进行多方法融合,提出了基于需求分析和功能失效分析的隐性冲突识别方法,隐性冲突最优求解路径的获取方法,最后应
【基金项目】
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国家创新方法工作专项（2018IM040300）; 河北省自然科学基金面上项目（E2021202097）
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制造业作为国家基础工业的重要支柱,对于经济高质量发展至关重要。随着我国制造业水平的提高,融合多种高新技术的复杂技术系统愈加常见。在复杂技术系统中,隐性冲突由于潜伏性强、总体数量多以及相互关联等特征,成为制约复杂技术系统创新设计的主要因素。本文针对现有冲突分析方法的局限性,以TRIZ理论为基础,进行多方法融合,提出了基于需求分析和功能失效分析的隐性冲突识别方法,隐性冲突最优求解路径的获取方法,最后应用TRIZ工具进行求解,建立隐性冲突求解驱动的复杂技术系统创新设计过程模型,并以TZG 9 3/4-140S铁钻工为工程案例进行创新设计,验证该过程模型的可行性和有效性。其主要研究内容如下:1.复杂技术系统隐性冲突识别过程模型的构建。需求分析中,将用户感知价值转化为系统设计的价值参数,进行价值参数重要度排序,同时结合需求进化定律,建立系统的九窗口模型,确定系统改进存在的问题,应用当前现实树（CRT）进行问题分析,确定隐性冲突区域,从而识别系统的第一类隐性冲突;功能失效分析中,将系统的功能模型与预期失效分析（AFD-2）相结合,预测系统潜在的功能失效问题,提出实现功能失效问题的假想方法,应用可用资源分析,判断假想方法的可行性,建立系统的功能结构,确定导致功能失效问题的功能元和流,从而定位隐性冲突区域,识别出第二类隐性冲突。最后,建立复杂技术系统隐性冲突识别过程模型。2.隐性冲突最优求解路径获取。根据隐性冲突对应目标结构在现有系统中的存在性,将识别的隐性冲突分为两类,针对第一类隐性冲突,基于层次分析法（AHP）进行求解路径的确定;针对第二类隐性冲突,通过建立复杂技术系统的功能-行为-结构网络,计算网络节点重要度并进行排序,将隐性冲突对应目标结构向网络节点进行映射,从而获取隐性冲突求解路径。最后,综合获取隐性冲突的最优求解路径。3.隐性冲突求解策略研究。根据隐性冲突间存在的相互影响关系,构建隐性冲突网络,并应用TRIZ工具进行求解,每一个隐性冲突求解后,则更新隐性冲突网络,从而简化求解流程,最终获得可行的创新设计方案。4.对TZG 9 3/4-140S铁钻工进行隐性冲突识别与求解,获得创新设计方案。根据工程实际,全面识别并求解TZG 9 3/4-140S铁钻工中存在的隐性冲突,得到概念设计方案,从而验证了该过程模型的可行性和有效性。
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