【摘 要】
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随着我国经济的发展,国家对于重型机械产业的重视程度逐渐提高。近年来,中央和各地政府陆续出台产业发展政策,推动重型机械行业蓬勃发展。塔式起重机作为建筑施工中最重要的垂直运输设备,其用户越来越注重自身的安全与舒适,即对塔式起重机的人性化设计提出了更高的要求。因此为了迎合激烈的市场发展和满足日趋增长的用户需求,基于用户需求开展塔式起重机设计是非常必要且有现实意义的。本研究针对国内塔式起重机市场竞争力低以
【基金项目】
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甘肃建投装备有限公司项目,项目名称为“5013 型塔式起重机优化设计”；
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随着我国经济的发展,国家对于重型机械产业的重视程度逐渐提高。近年来,中央和各地政府陆续出台产业发展政策,推动重型机械行业蓬勃发展。塔式起重机作为建筑施工中最重要的垂直运输设备,其用户越来越注重自身的安全与舒适,即对塔式起重机的人性化设计提出了更高的要求。因此为了迎合激烈的市场发展和满足日趋增长的用户需求,基于用户需求开展塔式起重机设计是非常必要且有现实意义的。本研究针对国内塔式起重机市场竞争力低以及当前塔式起重机设备未考虑用户需求等问题展开研究,通过对塔式起重机的市场调研和用户行为调研,提取出满足用户需求的需求集,在外观、功能和行为需求集的指导下运用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）和质量功能展开法（Quality Function Deployment,QFD）总结塔式起重机的设计特性,实现从用户需求到关键设计要素的映射;基于功能-行为-结构（Function-Behavior-Structure,FBS）理论提出关键结构的设计思路,最后运用设计几何和头脑风暴等方法,完成塔式起重机的创新设计。整体研究内容如下:（1）基于产品调研和用户行为分析梳理用户需求。首先,通过调研同类产品的功能和外观设计现状,分析产品的优缺点,总结出现有产品存在的问题;然后,通过任务分析法、AEIOU（Activity Environment Interactions Objects Users,AEIOU）方法对塔式起重机用户的使用情景和使用行为进行任务分解和行为分析;最后,根据产品调研和用户行为分析梳理出用户的外观需求、功能需求和行为需求。（2）构建了基于QFD和FBS模型的塔式起重机产品设计流程。首先,梳理AHP、QFD及FBS模型的应用步骤;然后,通过问卷调查、专家访谈及AHP构建用户需求指标体系获取核心用户需求指标及权重;最后,运用QFD和FBS模型明确塔式起重机的关键设计特性并提出解决方案,实现从用户需求到设计方案的映射。（3）完成塔式起重机产品的设计实践。以设计特性重要度为依据,在FBS方法的指导下,结合人机工程学、头脑风暴法、设计几何等进行外观设计,最后结合功能和外观设计结果进行人机模拟实验,验证了整体设计方法的可行性。本研究提出了一种基于QFD和FBS模型的塔式起重机产品设计流程,并通过案例设计验证了流程的可行性,此设计流程可为同类重型机械设备的设计提供参考和借鉴。
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