裁剪法的产品创新设计策略.docx

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1、 裁剪法的产品创新设计策略 工程设计学报2023年第四期 基于抱负解裁剪法的产品创新设计谋略 系统裁剪法在明确了系统问题存在的部位和改良方向之后，利用系统裁剪法对产品进展裁剪、修整，使其更加简洁、便利或者高成效，或者说使其更加抱负化在理论中，对系统裁剪法是这样定义的：通过裁剪系统的某个组件，然后把该组件供应的有用功能重新安排到其他剩余的组件上，来改善技术系统通常在实施系统裁剪法工作前，要分析系统组件间的关系，包括有用功能、有害功能和缺乏功能等，建立该系统的功能模型；紧接着以组件功能对系统的重要程度为依据，把组件功能划分为帮助、根本和主要三个功能等级；最终在综合考虑功能类型、功能等级和组件本钱的

2、根底之上推断组件是否存在问题要始终做到分析的时候从功能入手，裁剪的时候从组件入手在对系统进展功能分析以后，依据由抱负解确定的系统问题存在的部位和改良方向，利用如下种系统裁剪法的详细实施方法：）若没有动作接收者，则动作接收者也就不需要动作供应者的作用，那么动作供应者可以裁剪掉；）动作接收者能自我完成动作供应者的功能，动作供应者可被裁剪掉；）技术系统或者超系统中其他的组件可以完成动作供应者的功能，动作供应者可被裁剪掉；）技术系统的新添组件可以完成动作供应者的功能对系统问题进展消退，提高系统的抱负度，从本质上使系统更加接近其抱负解 产品创新设计谋略流程综上所述，首先借助抱负解找到系统问题存在的部位和

3、改良的方向，其次对系统进展功能分析找出造成系统问题的问题组件，最终利用系统裁剪法把有问题的组件裁剪掉，到达消退系统问题的目标基于抱负解裁剪法的产品创新设计谋略流程图如图所示 水面油污清洁器的需求分析 现有水面油污清洁器主要由泄漏原油收集装置、油水混合液储存装置和油水混合液分别装置组成由于水面油污清洁器的质量和体积较大，通常只能安装在载重吨位较大的船只上或者安放在岸边处于工作状态的水面油污清洁器，首先利用清油船上的回收装置把泄漏原油收集储存起来，然后再通过油水分别器对油水混合液进展分别，最终实现回收泄漏到水里的原油的目标但是，当水面上发生原油泄漏事故时，需要救援人员在最短的时间内把原油泄漏事故造

4、成的损失降到最低，这就要求水面油污清洁器要便利运输，对正常工作时的海况要求低且工作效率高现有水面污清洁器比拟笨重，明显达不到这样的要求，不能很好地满意市场的需求 现有水面油污清洁器的抱负解确定 对水面油污清洁器进展需求分析之后，可以从增加水面油污清洁器的有用功能总依据提高水面油污清洁器抱负度公式（），进展以下个方面的实施：）降低本钱，充分利用内部或外部已存在的、可利用的资源；）削减有害功能的数量，尽量剔除那些无效、低效、产生副作用的功能；）降低有害功能的级别，预防和抑制有害功能产生，或将有害功能转化为中性功能确定水面油污清洁器的抱负解为：改良后的水面油污清洁器要到达工作效率高、工作安全性好、制

5、造本钱低、自身质量小、工作环境适应性强和携带运输便利等以水面油污清洁器的抱负解为衡量的标准，经考察发觉现有的水面油污清洁器由于系统冗余问题导致工作流程简单、工作安全性低、对工作环境要求高、自身质量大和搬运困难等问题 现有水面油污清洁器的功能分析 水面油污清洁器的主要功能是回收水面上泄漏的原油，有害的功能是使用的环节比拟简单，简单掺杂进来空气，操作过程中的稳定性降低为了消退现有水面油污清洁器存在的问题，通过对现有的水面油污清洁器进展组件功能分析，依据其各个组件的功能，建立水面油污清洁器的组件功能模型，如图所示。在对现有水面油污清洁器的组件功能分析之后，可以汇总出包含图中关键组件的功能、功能对象、

6、功能类型、功能等级系数和组件本钱等级系数的列表（见表）其中，功能等级系数和组件本钱等级系数都分为十个等级，等级系数越大，代表该组件的功能越重要，本钱越大依据表中的信息，利用组件价值工程计算方法进一步确定影响提高水面油污清洁器抱负度的问题组件。 基于裁剪法的水面油污清洁器的改良 依据组件价值工程的计算方法，组件价值系数为组件的功能系数与本钱系数的比值，其数学表达式为由表确定现有水面油污清洁器的涡轮组件和混合液贮存器组件的价值系数小于，存在比拟明显的问题，是需要重点改良的系统组件，其余系统组件的价值系数均大于，可以临时不作为改良的对象接下来，将选择这个组件作为主要的裁剪讨论对象 涡轮的裁剪涡轮作为

7、帮助油、水混合液进入收集口的组件，它虽然加快了油、水混合液进入收集口的速度，但同时也造成大量的空气掺杂进被涡轮搅动的油、水混合液中，最终使得水面油污去除装置内部组件的腐蚀速度加快，缩短了水面油污清洁器使用寿命利用系统裁剪法的第条：“技术系统或者超系统中其他的组件可以完成动作供应者的功能”，把涡轮裁剪掉实施原理如图所示涡轮被裁剪掉后，工作时的水面油污清洁器就会消失油、水混合液进入收集口速度缓慢的现象，也就是收集口对油、水混合液收集的有用作用缺乏利用物场模型分析法对该问题进展分析物场模型分析法是理论中一种重要的创造问题分析工具，它将全部的功能分解为个根本要素：种物质和种场，种根本要素相互作用，可以

8、简洁描述和分析问题，并且可以采纳个标准解进展求解经过分析之后，可以构建由收集口、机械场和油、水混合液组成的该问题的物场模型，如图所示。从图问题物场模型中可以看出，物场模型中的种根本要素都存在，这是一个完整的模型；但是收集口对油、水混合液的作用缺乏，不能快速有效地让油、水混合液进入油、水分别腔，因此，这是一个非有效完整的物场模型针对效应缺乏的物场模型，个标准解当中的第级标准解可以对其直接进展改善，能够提升油、水混合液进入收集口的速率并且不增加（或较小增加）水面油污清洁器的简单性通过对个标准解的查找，发觉如下的标准解：假如必需强化物场模型，可以通过将物场模型中的一个元素转化为一个独立掌握的完整模型

9、，形成链式物场模型利用该标准解就可以解决物场模型存在的效应缺乏问题，如图所示在链式物场模型的引导思索下，发觉每当海面上发生石油泄漏事故，救助人员首先要利用传统的围栏对泄漏原油进展合围处理，防止其进一步集中，然后才开展其他相应的救助工作改良后的水面油污清洁器采纳了可自动收紧的新型围栏装置代替不能自动收紧的传统围栏工作时，改良后的水面油污清洁器通过可以自动收紧的特别构造的新型围栏来驱使油、水混合液加速进入油水分别器的入口即收集口，利用新型围栏的自动收紧力替代涡轮旋转的有用功能，这样就很好地避开了由于涡轮旋转而造成油、水混合液中夹杂气泡的担心全因素消失 混合液贮存器的裁剪混合液贮存器在水面油污清洁器

10、这个技术系统中主要负责把经过收集口收集来的油、水混合液和少量的气体进展短暂的贮存之后，传送给清油船上或岸边的油水分别器局部在贮存的过程中可以排出油、水混合液中掺杂的少量空气，削减水面油污清洁器工作过程中的担心全因素虽然混合液贮存器在该技术系统中起积极、有益的作用，但是它的防泄漏要求较高，造成整个技术系统的本钱增加，不便利大批量的制造和利用利用系统裁剪法的第条：“动作承受者能自我完成动作供应者的功能，动作供应者可被裁剪掉”，可以有效降低现行的水面油污清洁器的本钱实施原理如图所示改良后的水面油污清洁器裁剪掉了混合液贮存器，油、水混合液经收集口直接进入油水分别器的分别腔，由于油水分别器的收集口在油、

11、水混合液的液面以下，可以有效地避开空气的掺杂这样在降低水面油污清洁器本钱和质量的同时也提高了该技术系统工作时的安全性 新型水面油污清洁器 通过利用抱负解和系统裁剪法对水面油污清洁器进展改良设计之后，减小了水面油污清洁器体积和质量，将水面油污清洁器与船体“一对一”的工作方式转换成了“一对多”，间接地降低了船体的本钱等级系数比照改良前后水面油污清洁器的抱负度：改良前的抱负度为。改良后的水面油污清洁器主要由新型围栏，电动回收装置，收集口，离心式油、水分别装置和储油桶六个局部组成整个技术系统中只有储油桶局部是安放在储油船上的，其他局部全都漂移在有油污的海面上由于油、水分别器的收集口位于水面下方，油、水

12、混合液依靠自重和电动围栏收紧带来的挤压力进入分别室，利用离心作用来加快油、水的分别最终通过分别室底部的波轮上升来依次排出油液和海水水面油污清洁器的外观简图如图所示 完毕语 本文在“创造问题解决理论”的根底之上，提出了一种基于抱负解裁剪法的产品创新设计谋略，并应用该策略对现有水面油污清洁器依次进展需求分析、功能分析与汇总之后，胜利地裁剪掉了存在问题的水面油污清洁器组件，提升了水面油污清洁器的抱负化水平此外，对新型水面油污清洁器的详细构造进展了简洁设计，使其构造更加紧凑，自动化程度更高，可以更加高效地处理海上石油泄漏事故，削减环境污染带来的危害 ：王伟李文强李彦陈喜辛越峰单位：四川杰士裕丰农业科技有限公司