基于QFD/TRIZ/FUZZY集成技术的微摩擦测试仪力传感器设计
发表时间:2007-12-28  作者: 韩光平 刘凯 王秀红   
关键字: QFD(质量功能展开) TRIZ(发明创造原理) 模糊方法  

基于QFD/TRIZ/FUZZY集成技术,建立了用户需求和设计需求的关系。利用产品创新设计方法解决设计中的技术矛盾,得到创新问题的最优原理解。研究MEMS器件微摩擦测试仪力传感器的质量屋,选取材料强度和材料变形作为创新设计的主要技术矛盾,按照TRIZ方法给出解决冲突的原理解集合,应用模糊层次分析法对各原理解进行评价,得到最优设计方案,验证了该集成方法的可行性。

    随着竞争的加剧,企业迫切希望在有限的资源情况下,尽快开发出新的产品和技术以保持自身的竞争优势,但一项发明创造或创新的完成通常被视为灵感爆发的结果,可能要经过漫长的探索,经历千百次的失败,因此如何加快产品创新的步伐,提高创新的成功率已成为各国学者关注和研究的热点。目前有些学者提出了一些设计方法,如QFD(质量功能展开),TRIZ(发明创造原理),稳健设计,AD(公理化设计),田口方法,功能方法树,设计优化,形态方法学矩阵等,但每一种方法只适用于解决产品创新设计中某一阶段的问题"而产品设计要经历产品定义,概念设计,技术设计到详细设计四个阶段,每一个阶段都要经过复杂的设计过程,产品设计的成功与否和每一个阶段的设计水平息息相关。只有将各种方法有机集成,才能有效解决创新设计问题。本文提出了一个QFD/TRIZ/FUZZY集成模型,给出了相应的算法,用于微摩擦测试仪力传感器的设计,说明了该模型的适用性及可操作性。

1 QFD/TRIZ/FUZZY集成创新模型

    QFD/TRIZ/FUZZY集成创新设计模型如图1所示,采用QFD识别客户需求,并将这些需求转化为产品的技术需求。然后利用TRIZ的冲突解决原理解决产品技术需求过程中各设计参数之间的矛盾并得到原理解集,最后,将解集中的各原理解进行评价,从中筛选出最优设计方案。

    1.1 QFD质量功能配置方法

    QFD是20世纪60年代末由日本学者提出的,它是以客户需求为核心,将客户的需求转化为产品的技术需求,建立用户需求与技术需求的关系,使最终的产品始终满足客户的需要,质量屋(house of quality,HQQ)是QFD的神经中枢,其结构如图2所示,质量屋是一个产品信息库,库中装载了与新产品开发有关的所有客户信息,并建立产品的相关特征与客户需求的关系,从而减少客户需求和产品制造商之间存在的隔阂,使恰当的产品能在正确的时间,以合适的价格占领市场。

    但QFD不能解决技术设计过程中出现的矛盾和冲突,而TRIZ提供的40条矛盾解决原理可以弥补QFD的不足。QFD和TRIZ的联合使用可以获得满足客户需求的,解决了各种技术矛盾的产品创新设计方案。


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