TRIZ理论驱动的公理化设计解耦方法研究及应用实例

本文主要探讨了在公理化设计（Axiomatic Design）背景下，如何有效地利用TRIZ理论解决设计过程中的耦合（Coupling）问题。公理化设计是一种系统化的设计方法，旨在通过明确的功能要求建立设计规则，但有时会遇到功能之间的相互依赖和限制，导致设计的复杂性和困难。TRIZ，即发明问题解决理论，提供了一套完整的创新工具和技术，用于识别并解决工程中的冲突。 作者们首先指出，公理化设计中的耦合问题本质上可以视为一种冲突（Contradiction），因为在功能需求之间存在不兼容性或限制。他们将这一转换作为关键步骤，即把耦合功能需求解析为TRIZ中的冲突问题。这样做的目的是为了引入TRIZ的创新思维，如分离原理（Separation Principle）和发明原理库（ARIZ），这些原理提供了解决各种冲突的通用策略。 分离原理强调的是通过分解系统或功能，将原本相互关联的部分分开，消除矛盾。而发明原理则提供了大量的创新解决方案，可以帮助设计者跳出传统思维，发现新的设计思路。作者采用这些原理，针对耦合问题找到一般性的解决方案，然后将这个一般解具体应用到实际的工程设计中，调整功能要求和设计参数，从而实现设计的解耦，即去除或减少不同部分之间的相互依赖。 以断路开关的改进设计为例，作者展示了这种方法的有效性。通过对断路开关的耦合问题进行TRIZ分析，他们成功地找到了一个无耦合的解决方案，这证明了该解耦设计方法在实际工程设计中的可行性。通过这种设计策略，设计者不仅解决了当前的问题，还可能优化了整个系统的性能和效率。 这篇论文为公理化设计中处理耦合问题提供了一个创新的TRIZ框架，它将TRIZ的冲突解决策略与公理化设计原则相结合，为设计者提供了一套实用的工具，帮助他们在设计过程中更好地实现功能的独立和优化，提升了设计的质量和效率。