理论教育 理想解定义及其在创新设计过程中的应用

理想解定义及其在创新设计过程中的应用

时间:2023-07-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:确定那些使系统不能处于理想化状态的元件是创新成功的关键。设计过程中从一个起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。理想解有以下4个特点:保持了原系统的优点。显然,这不符合理想解中的后两个特点。如果用理想解来分析问题,就会得到截然不同的创新方案。其次,从割草机与草坪构成的系统来看,其理想解为草坪上的草始终维持一个固定的高度。

理想解定义及其在创新设计过程中的应用

产品处于进化之中,进化的过程就是产品由低级向高级演化的过程。如数控机床是普通机床的高级阶段,加工中心又是数控机床的高级阶段。再如彩色电视机是黑白电视机的高级阶段,高清晰度彩电是一般彩电的高级阶段。在进化的某一阶段,不同产品进化的方向是不同的,如降低成本、增加功能、提高可靠性、减少污染等都是产品可能的进化方向。如果将所有产品作为一个整体,低成本、高功能、高可靠性、无污染等是产品的理想状态。产品处于理想状态的解称为理想解(IFR)。因此,每种产品都向着它的理想解进化。

理想解可采用与技术及实现无关的语言对需要创新的原因进行描述,创新的重要进展往往通过对问题深入的理解而取得。确定那些使系统不能处于理想化状态的元件是创新成功的关键。设计过程中从一个起点向理想解过渡的过程称为理想化过程。

理想解有以下4个特点:

(1)保持了原系统的优点。

(2)消除了原系统的不足之处。

(3)没有使系统变得更复杂(采用无成本或可用资源)。

(4)没有引入新的缺陷。(www.daowen.com)

当确定了待设计产品或系统的理想解后,可用上述4个特点检查其有无不符之处,也要用理想化水平衡量公式检查理想解是否正确。

例3-3 割草机的改进。

考虑将割草机作为工具,草坪上的草作为被割的目标。割草机在割草时会发出噪声、消耗能源、产生空气污染高速飞出的草有时会伤害到操作者。现在的首要任务是改进已有的割草机,解决降低噪声的问题。

传统设计中,为了达到降低噪声的目的,设计人员要为系统增加阻尼器、减振器等子系统,这不仅增加了系统的复杂性,同时也降低了系统的可靠性。显然,这不符合理想解中的后两个特点。如果用理想解来分析问题,就会得到截然不同的创新方案。

首先应确定用户需要的究竟是什么?是非常漂亮整洁且不需要维护的草坪。割草机本身不是用户需要的一部分,只是维护草坪的一个工具,除了具有维护草坪整洁的一个有用功能之外,带来的是大量的无用功能。其次,从割草机与草坪构成的系统来看,其理想解为草坪上的草始终维持一个固定的高度。为此,就诞生了“漂亮草种”,这种草长到一定的高度就会停止生长。于是割草机不再需要,问题的理想解得以实现。

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