创新设计与绿色设计(第2版)(单行本)/现代机械设计手册

第34篇 创新设计

第1章创新的理论和方法

1.1创新的基本概念34-3

1.1.1发明、发现、创新、创造34-3

1.1.2创新、创造的相互关系34-4

1.1.3创造能力及其开发34-4

1.2创新思维方法34-8

1.2.1直觉思维34-8

1.2.2形象思维34-8

1.2.3联想思维34-12

1.2.4灵感思维34-13

1.2.5逆向思维34-13

1.2.6演绎思维34-14

1.3典型创新技法34-14

1.3.1头脑风暴法34-16

1.3.2列举法34-17

1.3.3信息交合法34-18

1.3.4联想法34-19

1.3.5形态分析法34-21

1.3.6移植法34-23

1.3.7组合法34-23

1.3.8检核表法34-26

1.3.9模拟法34-27

1.3.10模仿法34-29

1.3.11逆向发明法34-29

1.3.12分解法34-29

1.3.13分析信息法34-30

1.3.14综摄法34-30

1.3.15德尔菲法34-32

1.3.16六顶思考帽法34-32

1.3.17创造需求法34-34

1.3.18替代法34-35

1.3.19溯源发明法34-35

1.3.20卡片分析法34-35



第2章创新设计理论和方法

2.1本体论34-37

2.1.1本体论概述34-37

2.1.2本体论开发步骤34-37

2.1.3本体论工程方法34-39

2.2公理性设计34-41

2.2.1公理性概述34-41

2.2.2设计域、设计方程和设计矩阵34-41

2.2.3分解、反复迭代与曲折映射34-41

2.2.4设计公理34-42

2.3领先用户法34-43

2.3.1领先用户法的基本要素34-43

2.3.2领先用户法的操作流程34-44

2.3.3领先用户法的使用条件34-44

2.4模糊前端法34-44

2.4.1模糊前端的活动要素34-45

2.4.2FFE法操作流程34-45

2.4.3模糊前端法应用实例34-46

2.5质量功能展开和田口方法34-46

2.5.1质量功能展开34-46

2.5.2田口方法34-49

2.6发明问题解决理论34-50

2.6.1TRIZ的内涵34-50

2.6.2TRIZ解决创新问题的一般方法34-50

2.6.3TRIZ理论的应用34-51



第3章发明创造的情境分析与描述

3.1发明创造资源的分析与描述34-52

3.1.1直接利用资源34-52

3.1.2导出资源34-52

3.1.3差动资源34-52

3.2发明创造的理想化描述34-53

3.2.1发明创造的理想化概述34-53

3.2.1.1理想化34-53

3.2.1.2理想化设计34-53

3.2.2利用理想化思想实现发明创造34-54

3.2.2.1提高理想化程度的八种方法34-54

3.2.2.2实现理想化的步骤34-57

3.3发明创造的情境分析与描述34-58

3.3.1发电的理想方法34-59

3.3.2汽车驾驶杆的抖振分析34-60



第4章技术系统进化理论分析

4.1技术进化过程实例分析34-62

4.2技术系统进化模式34-62

4.2.1技术系统进化模式概述34-62

4.2.2技术系统各进化模式分析34-62

4.3技术成熟度预测方法34-80

4.4工程实例分析34-81

4.4.1系统技术成熟度实例分析34-81

4.4.2技术进化模式的典型实例分析34-85

4.4.3车轮的发明及其技术进化过程分析34-90



第5章技术冲突及其解决原理

5.1物理冲突及解决原理34-93

5.1.1物理冲突的概念及类型34-93

5.1.2物理冲突的解决原理34-94

5.1.3分离原理及实例分析34-94

5.1.3.1空间分离原理34-95

5.1.3.2时间分离原理34-95

5.1.3.3基于条件的分离34-95

5.1.3.4总体与部分的分离34-96

5.1.3.5实例分析34-96

5.2技术冲突及解决原理34-96

5.2.1技术冲突的概念及工程实例34-96

5.2.2技术冲突的一般化处理34-96

5.2.2.1通用工程参数34-97

5.2.2.2应用实例34-98

5.2.2.3技术冲突与物理冲突34-98

5.2.3技术冲突的解决原理34-98

5.2.3.1概述34-98

5.2.3.240条发明创造原理34-99

5.3利用冲突矩阵实现创新设计34-115

5.3.1冲突矩阵的简介34-115

5.3.2利用冲突矩阵创新34-115

5.4工程实例分析34-117



第6章技术系统物-场分析模型

6.1如何建立物-场分析模型34-120

6.2利用物-场分析模型实现创新34-123

6.3工程实例分析34-124



第7章发明问题解决程序——ARIZ法

7.1解决发明问题的程序34-128

7.1.1**部分选择问题34-128

7.1.2第二部分建立问题模型34-129

7.1.3第三部分分析问题模式34-129

7.1.4第四部分消除物理矛盾34-130

7.1.5第五部分初步评价所得解决方案34-131

7.1.6第六部分发展所得答案34-131

7.1.7第七部分分析解决进程34-131

7.2工程实例分析34-131



第8章科学效应及其应用创新

8.1科学效应概述34-133

8.1.1科学现象、科学效应、科学原理34-133

8.1.2科学效应的作用34-134

8.1.3科学效应的应用模式34-135

8.2科学效应知识库34-135

8.2.1效应知识库的由来34-136

8.2.2效应知识库的分类34-136

8.2.3应用效应解决问题的步骤34-141

8.3应用科学效应解决问题案例分析34-142

8.3.1案例1：肾结石提取工程问题（形状记忆效应、热膨胀效应）34-142

8.3.2案例2：“自加热”握笔手套创新设计（帕尔贴效应）34-142

8.3.3案例3：可测温儿童汤匙的设计（热敏性物质）34-144



第9章创新方法与专利规避设计

9.1概述34-145

9.1.1专利规避的基本策略34-145

9.1.2专利规避设计要注意的原则34-146

9.2专利规避的方法34-148

9.2.1专利规避流程34-148

9.2.2基于TRIZ的专利规避方法34-151

9.3专利规避案例34-157

9.3.1弧齿锥齿轮铣齿机相关专利的检索与分析34-157

9.3.2建立主要元件之间的关系34-158

9.3.3根据裁剪变体进行设计方案的细化34-160



附录

附录1冲突矩阵表34-162

附录276个标准解34-162

附录3解决发明问题的某些物理效应表34-164

附录4科学效应总表34-165



参考文献34-221



第35篇 绿色设计

第1章绿色设计涉及的基本问题

1.1绿色产品与绿色设计的内涵35-3

1.2绿色设计的一般流程35-4



第2章绿色设计方法与工具

2.1概述35-6

2.2模块化设计方法35-6

2.2.1绿色模块化设计步骤35-6

2.2.2基于原子理论的模块化设计方法35-9

2.2.3绿色模块化设计案例35-10

2.3典型的绿色设计工具35-13



第3章绿色材料选择设计

3.1绿色材料35-16

3.2绿色材料的选择35-17

3.2.1绿色材料选择原则35-17

3.2.2绿色材料的选择步骤35-20

3.2.3绿色材料选择方法35-21

3.3绿色材料选择案例35-22

3.3.1FA206B型梳棉机锡林绿色材料选择35-22

3.3.2减速器高速轴的绿色材料选择35-22

3.3.3洗碗机内胆材料选择35-23

3.4电冰箱壳体的多目标选材35-24



第4章结构减量化设计

4.1结构减量化设计准则35-26

4.2结构减量化设计方法35-26

4.3减量化设计案例35-30

4.3.1高速机床工作台的减量化设计35-30

4.3.2曲轴的减量化设计35-31



第5章可拆卸设计

5.1可拆卸设计准则35-32

5.2基于准则的可拆卸设计方法35-34

5.2.1设计流程35-34

5.2.2可拆卸连接结构设计35-36

5.3主动拆卸设计方法35-38

5.4可拆卸设计案例35-40

5.4.1静电涂油机的可拆卸结构设计35-40

5.4.2Power Mac G4 Cube的可拆卸设计35-40

5.4.3转盘式双色注塑机合模装置的可拆卸设计35-42



第6章再制造设计

6.1再制造设计准则35-47

6.2再制造设计方法35-48

6.2.1基于评价的再制造设计方法35-48

6.2.2基于准则的再制造设计方法35-50

6.3再制造设计案例分析35-51

6.3.1基于准则的再制造设计案例35-51

6.3.1.1手持军用红外热像仪的再制造设计35-51

6.3.1.2基于拆卸准则的QR轿车变速箱的再制造设计35-52

6.3.1.3基于材料准则的发动机盖的再制造设计35-54

6.3.1.4基于强度准则的发动机曲轴再制造设计35-56

6.3.2基于评价的柯达相机的再制造设计35-56



第7章绿色包装设计

7.1绿色包装设计准则35-59

7.1.1包装材料选择35-59

7.1.2包装减量化35-60

7.1.3包装材料的回收再利用35-60

7.2绿色包装设计方法35-62

7.3绿色包装设计案例分析35-62



第8章绿色设计评价

8.1绿色设计评价指标体系35-64

8.2绿色设计评价方法35-65

8.3生命周期评价工具35-70

8.4生命周期评价案例35-73

8.4.1电动玩具熊的生命周期评价35-73

8.4.2碎石机的生命周期评价35-76

8.4.3基于GaBi的汽车转向器防尘罩的生命周期评价35-78



第9章产品绿色设计综合案例

9.1鼠标的绿色设计案例分析35-82

9.1.1目标产品35-82

9.1.2产品基本资料分析35-82

9.1.3建立核查清单35-84

9.1.4绿色设计策略和方案35-84

9.2产品绿色设计成功案例赏析35-85



参考文献35-90