2023年第07期(2023年07月)No.07202315黑河学院学报JOURNALOFHEIHEUNIVERSITY在过去的几十年中,许多学者在设计理论和方法论上进行了大量研究工作[1],为叙述型(Descriptive)设计模型与规范型(Prescriptive)设计模型做出了重要贡献[2]。叙述型设计模型专门研究设计师的设计过程(Processes)、策略(Strategies)和方法(Methods),而规范型设计模型专门研究有关如何执行设计或设计产品的属性说明[3]。由于规范型设计模型提出了设计实践指南,因此,它们在工程类学校中得到了广泛的传授,并在工业实践中得到了应用[4]。大部分规范型模型都基于19世纪70年代的德国系统设计方法[5],该设计方法也被英国和美国著名的设计教科书所引用[6]。其中,最权威的系统设计方法之一是Pahl&Beiz(2007)提出的基于功能分解和形态学(FDM)进行的。FDM将设计目标系统的整体功能分解为更简单的子功能,再为每个子功能确定其工作原理(WorkingPrinciples),最终将各个工作原理系统地相互组合在一起,以获得一个或多个总体概念变量(OverConceptVariants)[7]。事实上,FDM已经在概念设计过程中发挥出其作用,FDM提供了一种可以将一组需求转换为产品或系统的指令工具。虽然学术界的广泛传播似乎证明了FDM的优势,但也存在一定局限性,例如,它在工业领域中缺乏广泛地应用实践,其缺点主要在于难以支持与解决方案无关的功能分解。一、TRIZ与系统概念设计方法之相关联性1.TRIZTRIZ是俄语(TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadach)的首字母缩写,即(发明型问题解决理论),最初由俄罗斯工程师GenrichAltshuller开发出来[8]。TRIZ的基本定义是描述如何通过有限数量的发明原则(InventivePrinciples)来解决数千种不同的技术矛盾[9]。矛盾是系统模型对有冲突组件的功能提出了不兼容的要求[10]。图1主体—动作—客体流程如图1所示,TRIZ方法对于功能的定义包括两个组件之间动作:主体(Subject)、动作(Action)、客体(Object)。TRIZ方法将动作对客体的影响分为三类:有用(Useful)、不足或过度(insufficientorexcessive)、危害(harmful)。(1)有用的动作:导致功能对象的参数值发生正值变化或维持现状的动作。(2)不足或过度的动作:对功能对象的参数值进行正向更改或保留的动作,但执行动作的性能比预期低。(3)危害的动作:导致功能对象的参数值或状态造成负面的更改或保留的动作。因此,在解决问题的活动中,可以将问题分为以下三类:(1)主体缺失问题(Subject-MissingProblems):主体必须为...