产品突破性创新原理解构建中有害功能识别与消除方法研究

The identification and elimination of harmful function is an important way to improve the ideal level of the product radical innovation principle solutions. Regarding harmful function derivative rules as the breakthrough point, the evolution mechanism, evolution cause relationship, evolution sequence, evolutionary dynamic model, dynamic simulation method, relationship between harmful function and eliminate method, deal metod of harmful function. The study aimed to overcome the dangers of harmful function post-processing of the product radical innovation principle solutions, and to form a complete system of harmful function evolution mechanism. Using the method of system dynamics, bayesian inference, innovation method with the core of TRIZ, etc., an operational, dynamic adaptation modeling technology and method of harmful function recognition and elimination is established. Then the feasibility and validity is verified by actual engineering cases. Research results as a whole is expected to form the intellectual support for identification and elimination methods of harmful function in product radical innovation principle solutions, and to effectively guide the research and development personnel to build high quality innovative principle solutions through step by step.

有害功能的识别与消除是提高产品突破性创新原理解理想化水平的重要途径。课题以有害功能的衍生规律为切入点，研究有害功能产生与演化机理、有害功能演化诱因关系、有害功能演化时序关系、有害功能演化动态模型、有害功能动态仿真方法、有害功能与消除方式对应关系、有害功能动态处理方法。研究旨在克服产品突破性创新原理解构建中有害功能事后处理的危害，形成较完整的有害功能产生与演化机理体系，利用贝叶斯推理方法、系统动力学、以TRIZ为核心的技术创新方法等，建立可操作、动态适应的有害功能的识别与消除建模方法，并通过工程案例验证方法的有效性。研究成果整体有望形成产品突破性创新原理解构建中有害功能识别与消除的支撑技术，以有效指导研发人员从有害功能前端预防的角度分阶段、分步骤地提升创新原理解的理想化水平。

目前我国制造业正处于深度调整和转型升级的关键时期，增强创新能力是我国从制造大国转向制造强国的关键。产品有害功能的识别与消除是产品创新设计理论与方法研究的关键内容之一，在我国社会、经济和企业发展中有着迫切的需求。本项目主要进行产品创新设计中有害功能事前处理方法的研究工作，取得如下研究结果：.（1）基于风险和自组织理论的有害功能形成要素及演化过程。.研究了有害功能与风险的共性特征，借助风险理论定义了有害功能因子、有害功能实现原理、有害功能流、有害功能诱因、有害功能传导路径、有害功能受体和有害功能阈值七个有害功能的形成要素；用自组织理论描述有害功能形成演化的机理。采用待定系数法建立有害功能阈值求解过程，提出产品功能设计过程中有害功能形成演化分析流程。.（2）基于HF-FEC模型的有害功能动态仿真方法.从有害功能形成及演化机理出发，引入情景层建立面向有害功能的HF-FEC模型，以及描述动态演化过程的HF-FEC模型符号系统，基于定性推理形成有害功能仿真方法，提出有害功能演化动态仿真方法及流程，使设计人员能够在产品创新原理解构建过程中对有害功能进行有效仿真。.（3）基于博弈论的有害功能识别与决策方法.分析非合作博弈解决问题的流程，建立效应空间博弈模型，引入隶属函数的概念作为模型的效用函数，形成一种基于非合作博弈的有害功能识别算法；提出基于合作博弈的有害功能动态处理方法和基于NBS的有害功能动态处理算法，建立合作博弈下的有害功能处理模型，定合作博弈的纳什议价解（NBS）。.（4）基于TRIZ的有害功能消除方法研究.将基于TRIZ的有害功能消除途径与有害功能消除过程结合形成了基于TRIZ的有害功能消除方法，将其与功能设计过程相结合，以实现功能设计阶段有害功能的处理。最后，以金融装备中纸币清分扎把机的创新设计为例，在清分扎把机创新原理解构建过程中应用有害功能事前处理方法对进行识别与消除，验证了所述方法的可行性和实用性。