郭昆

自愈理念下DCC與TRIZ集成的設(shè)計(jì)方法研究

郭昆

（河北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，天津 300130）

為提高復(fù)雜系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將自愈理念引入復(fù)雜系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段，結(jié)合設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性（DCC）與發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ），提出一種自愈理念下DCC與TRIZ集成的設(shè)計(jì)方法。首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能分析，并通過(guò)DCC理論判斷系統(tǒng)中功能的實(shí)現(xiàn)概率；其次，確定實(shí)現(xiàn)概率低的潛在問(wèn)題功能，對(duì)這些功能進(jìn)行自愈設(shè)計(jì)；之后，使用TRIZ工具解決出現(xiàn)的問(wèn)題；最后，將上述過(guò)程集成，形成自愈理念下DCC與TRIZ集成的過(guò)程模型。通過(guò)一個(gè)密集柜車庫(kù)的案例驗(yàn)證了過(guò)程模型的有效性。

自愈理念；設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性；TRIZ；概念設(shè)計(jì)

在工程實(shí)踐中，大多數(shù)的裝備故障不是突發(fā)性的[1]，而是由疲勞、磨損、偏差等累積造成，是漸進(jìn)性的。若能在故障初始形態(tài)時(shí)便通過(guò)裝備本身的智能調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行消除，無(wú)疑是解決故障的最佳手段。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，高金吉[2]提出“故障自愈化”的原理，希望可以通過(guò)復(fù)雜系統(tǒng)的自我檢測(cè)修復(fù)愈合來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，研究者們?yōu)樽杂碚摰陌l(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。王仲生等[3]在對(duì)飛行器早期故障自愈機(jī)理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了飛行器早期故障自愈模型。黃利權(quán)等[4]根據(jù)自愈的理念提出一種轉(zhuǎn)子同頻振動(dòng)的在線消除策略，實(shí)現(xiàn)同頻振動(dòng)的在線消除。馬晉等[5]提出基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)率的內(nèi)燃機(jī)故障診斷方法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火狀態(tài)的早期預(yù)警。隨著“故障自愈化”的原理在工程領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，高金吉[1]進(jìn)一步提出“人工自愈（Artificial self- recovery，AS）”概念，將復(fù)雜系統(tǒng)自愈研究推向了一個(gè)全新的高度。

自愈理論在復(fù)雜裝備領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，且還在不斷地發(fā)展成熟。姚劍飛等[6]通過(guò)構(gòu)建靶向自愈調(diào)控系統(tǒng)，有效解決了在透平機(jī)中一直存在工作中轉(zhuǎn)子不平衡的振動(dòng)故障問(wèn)題。Yang等[7]提出一種由太陽(yáng)能電池和一個(gè)自修復(fù)摩擦發(fā)電納米發(fā)電機(jī)組成的混合能源系統(tǒng)，解決了太陽(yáng)能電池的潛在機(jī)械損壞導(dǎo)致其輸出能力降低的問(wèn)題。Huang等[8]提出一種基于有機(jī)水凝膠的自修復(fù)摩擦發(fā)電納米發(fā)電機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用方面擁有可靠的輸出性能和自我修復(fù)能力。

目前自愈理論的發(fā)展逐漸深入化、全面化，覆蓋了各個(gè)領(lǐng)域。若將自愈理論引入系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)階段，會(huì)給復(fù)雜系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的保障。

將自愈理念應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段需要充分考慮系統(tǒng)中具有的強(qiáng)耦合、非線性、時(shí)變性和開(kāi)放性等特征的復(fù)雜特性。Suh[9-10]提出了設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性（Design-Centric Complexity，DCC）理論的概念。該理論主要研究復(fù)雜系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的復(fù)雜性，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)概率為切入點(diǎn)，并以概率的高低評(píng)價(jià)系統(tǒng)的復(fù)雜性程度[11]。這與自愈的理念相契合。

本文采用自愈理念，在設(shè)計(jì)階段通過(guò)對(duì)系統(tǒng)功能的分析與設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具有自愈能力。在此基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行了研究，并提出自愈理念下DCC與TRIZ（Theory of the Solution of Inventive Problems，發(fā)明問(wèn)題解決理論）集成的設(shè)計(jì)方法。

1 相關(guān)理論

1.1 人工自愈理論

當(dāng)一個(gè)正常工作的復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生微小變化時(shí)，該系統(tǒng)一般可以自適應(yīng)地繼續(xù)保持正常工作，而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大變化或有其他干擾時(shí)，該系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生故障等異常狀態(tài)。為避免因停機(jī)維修造成大量的人力物力損失，人工自愈理論近幾年被推上了學(xué)術(shù)界的風(fēng)口。

人工自愈是一種以工程自愈為基礎(chǔ)，來(lái)自仿生機(jī)械學(xué)研究的理論。它是由中醫(yī)學(xué)中的自主調(diào)理引發(fā)出來(lái)的理念，將人和動(dòng)物的自愈機(jī)制賦予機(jī)械系統(tǒng)，使機(jī)械系統(tǒng)儲(chǔ)存、補(bǔ)充和調(diào)動(dòng)自愈力，以維持機(jī)體健康狀態(tài)[12]。

人工自愈理論借鑒現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，以故障診斷為基礎(chǔ)，研究以故障預(yù)防和消除為目標(biāo)的自主調(diào)控和自修復(fù)技術(shù)。建立了包含數(shù)據(jù)獲取、信息認(rèn)知、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的理論框架，并在上述框架的基礎(chǔ)上得到機(jī)器自愈調(diào)控系統(tǒng)。自愈理念調(diào)控系統(tǒng)模型如圖1所示。

細(xì)線代表普通流程；粗白線代表數(shù)據(jù)傳遞；粗黑線代表更高級(jí)的系統(tǒng)傳遞。

1.2 公理設(shè)計(jì)理論

在公理設(shè)計(jì)框架中，從一個(gè)領(lǐng)域到另一個(gè)領(lǐng)域的映射包含了組織決策、技術(shù)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)建過(guò)程中應(yīng)用的過(guò)程信息。

利用公理設(shè)計(jì)的自頂向下的分解過(guò)程，通過(guò)功能域和結(jié)構(gòu)域之間的映射，同時(shí)考慮功能需求與設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系?？筛玫貙?duì)系統(tǒng)的功能及其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。如圖2所示。

FR為功能；DP為結(jié)構(gòu)。

1.3 TRIZ理論

TRIZ理論是用來(lái)解決問(wèn)題的一種工具，其認(rèn)為沖突普遍存在于各種產(chǎn)品與設(shè)計(jì)之中[17]。沖突主要分為兩類，即物理沖突和技術(shù)沖突。其中物理沖突指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性，但同時(shí)出現(xiàn)了與該特性要求相反的特性。技術(shù)沖突是指一個(gè)作用同時(shí)導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)果，也可指有用作用的引入或有害效應(yīng)的消除導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)或整個(gè)系統(tǒng)變壞。

2 DCC角度下的故障機(jī)理與自愈方式

在DCC理論中，系統(tǒng)所具有的設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性大小能夠用功能實(shí)現(xiàn)概率進(jìn)行表征，可以看作是產(chǎn)品功能需求的設(shè)計(jì)范圍與系統(tǒng)范圍之間關(guān)系的函數(shù)，如圖3所示。

系統(tǒng)中功能所具有的信息含量大小是計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)概率高低的決定性因素。由于系統(tǒng)存在耦合性或時(shí)變性等因素，系統(tǒng)范圍不會(huì)如初始值一樣不發(fā)生變化，系統(tǒng)范圍的改變，將會(huì)造成功能實(shí)現(xiàn)概率的變化[14-15]。

圖3 功能需求的概率密度函數(shù)[13]

2.1 故障系統(tǒng)偏差

從設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性的角度看，功能失效的根本原因是系統(tǒng)范圍偏離了設(shè)計(jì)范圍，產(chǎn)生的機(jī)理可分為兩種類型，如圖4所示。其中，在第一種偏離方式下，系統(tǒng)范圍的“公差帶”變寬，其對(duì)稱中心偏離設(shè)計(jì)范圍的中心。

圖4 兩種偏離方式的系統(tǒng)范圍變化

兩種系統(tǒng)范圍變化的最主要的區(qū)別是變化的時(shí)間不同。雖然最終的變化狀態(tài)相同，但一般有：

(2－0)＞＞Δ（1）

式中：0為初始時(shí)刻系統(tǒng)范圍。

系統(tǒng)范圍降級(jí)后能恢復(fù)其初始分布，系統(tǒng)功能具有的這種特性被稱為周期性。所以可以引入設(shè)計(jì)過(guò)程中常用的建立功能周期解決時(shí)間相關(guān)組合復(fù)雜性的方法解決系統(tǒng)故障問(wèn)題，如圖5所示。

圖5 引入功能周期的系統(tǒng)范圍變化

然而并不是所有故障都適合引入功能周期進(jìn)行解決，需要根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)概率及概率變化率進(jìn)一步判斷。概率變化率可表示為：

式中：()為概率變化率；()為某一時(shí)刻的功能實(shí)現(xiàn)概率，0≤()≤1；為時(shí)間。

根據(jù)系統(tǒng)的功能概率函數(shù)的分布情況，判斷結(jié)果可分為三類偏差產(chǎn)生機(jī)理。

（1）?，使()存在。表示為1。

含義為：此功能的系統(tǒng)范圍是逐漸偏離設(shè)計(jì)范圍的。則系統(tǒng)功能的第一種偏差產(chǎn)生機(jī)理的故障可以引入功能周期進(jìn)行解決。

（2）?1，使(1)不存在，且(1＋Δ)＞0。表示為2。

含義為：此功能的系統(tǒng)范圍相對(duì)于設(shè)計(jì)范圍發(fā)生了突變，但系統(tǒng)范圍并無(wú)脫離設(shè)計(jì)范圍。

設(shè)為滿足系統(tǒng)功能需求的最低概率，則2包含兩種情況：當(dāng)(1＋Δ)＞（Δ趨于無(wú)窮?。r(shí)，為2I情況；當(dāng)(1＋Δ)＜時(shí)，則不可以引入功能周期，為2II情況。

2＝2I∪2II（3）

（3）?1，使(1)不存在，且(1＋Δ)＝0。表示為3。

含義為：此功能的系統(tǒng)范圍相對(duì)于設(shè)計(jì)范圍發(fā)生了突變，且系統(tǒng)范圍已脫離設(shè)計(jì)范圍。

2.2 自愈方式分類與選擇

通過(guò)上述設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性與自愈理論的介紹可以看出，故障自愈過(guò)程與設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性理論存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)概率正常－減小－正常的過(guò)程可以看作系統(tǒng)功能出現(xiàn)問(wèn)題之后自愈的過(guò)程。

從改變功能實(shí)現(xiàn)概率的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)自愈的方法可分為三種：①初始化自愈，指不需要額外的調(diào)控，只需對(duì)裝備進(jìn)行初始化操作；②自身自愈，指系統(tǒng)利用系統(tǒng)存在的可用資源，通過(guò)整合來(lái)滿足功能需求；③輔助自愈，指通過(guò)額外增加智能輔助調(diào)控裝置進(jìn)行的自愈。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)不同系統(tǒng)需依據(jù)工作要求選擇適當(dāng)?shù)淖杂绞健?/p>

采取初始化自愈方式解決系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，易導(dǎo)致系統(tǒng)的制品出現(xiàn)問(wèn)題，造成損失。

自身自愈與輔助自愈在原理上均是采取對(duì)問(wèn)題功能結(jié)構(gòu)添加新的偏差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行自愈。兩者具體的區(qū)別為：自身自愈采用整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的可用資源，通過(guò)連接與轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題功能的自愈；輔助自愈則需要系統(tǒng)外的資源，為問(wèn)題功能添加偏差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。這兩種自愈方法的具體選擇過(guò)程如下。

（1）在公理設(shè)計(jì)的功構(gòu)映射的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)矩陣，為：

（2）針對(duì)問(wèn)題功能進(jìn)行變換，確定可行的偏差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(FR)。一般的，經(jīng)過(guò)變換會(huì)得到幾個(gè)合適的解。下文將直接用1、2、3代表偏差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)所涉及的結(jié)構(gòu)參數(shù)集合。以1為例進(jìn)行解算。通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)結(jié)構(gòu)的組合可以得出偏差補(bǔ)償功能結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)表達(dá)式為：

式中：a為0或1的二進(jìn)制數(shù)。

由式（4）可得：

將式（5）的矩陣形式代入式（6），得：

則偏差補(bǔ)償功能與現(xiàn)有功能的耦合關(guān)聯(lián)矩陣為：

耦合關(guān)聯(lián)矩陣表達(dá)了新添加的偏差補(bǔ)償功能與其他功能的耦合情況。選取矩陣中含零元素最多的行向量，即為耦合程度最低的解。若系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)法滿足偏差補(bǔ)償功能，或者在整合結(jié)構(gòu)的過(guò)程中存在較高的復(fù)雜性，則只能選擇利用外部資源建立偏差補(bǔ)償功能的結(jié)構(gòu)，即采用輔助自愈方式，反之則可以選擇自身自愈方式。

3 自愈理念下DCC與TRIZ集成的過(guò)程模型

在上述理論研究的基礎(chǔ)上提出自愈理念下DCC與TRIZ集成的過(guò)程模型，如圖6所示。具體步驟如下：

（1）對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行分析；

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)需求，尋找存在潛在問(wèn)題的功能；

（3）利用功能實(shí)現(xiàn)概率導(dǎo)數(shù)法判斷問(wèn)題功能所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)范圍變化類型；

（4）對(duì)符合自愈設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題功能，通過(guò)設(shè)計(jì)矩陣變換選擇自愈方式，并使用TRIZ工具解決系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，得出最終方案。

圖6 自愈理念下DCC與TRIZ集成的過(guò)程模型

4 工程實(shí)例分析及驗(yàn)證

中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)數(shù)據(jù)[18]顯示，2021年上半年國(guó)內(nèi)汽車銷量仍保持一個(gè)相對(duì)較高的增速。城市中心的汽車保有量更是迅速增加，城市泊車愈發(fā)困難。在此背景下，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外對(duì)智能泊車的研究，并結(jié)合中心城區(qū)土地資源稀缺的情況，提出一種密集柜式智能立體車庫(kù)，如圖7所示。設(shè)計(jì)了可移動(dòng)式泊車位，當(dāng)需要泊車時(shí)，車位自動(dòng)打開(kāi)，自動(dòng)泊車裝置將汽車移到對(duì)應(yīng)的車位上，泊車完畢后，車位收縮進(jìn)入密集柜回到原位。通過(guò)設(shè)計(jì)減少了泊車道的數(shù)量，從而有效減少了占地面積。

圖7 密集柜車庫(kù)

現(xiàn)有密集柜車庫(kù)在使用方面仍有待改進(jìn)，通過(guò)自愈理念下DCC與TRIZ集成的過(guò)程模型對(duì)密集柜車庫(kù)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，在得到良好方案的同時(shí)驗(yàn)證了過(guò)程模型的有效性。具體步驟如下。

（1）對(duì)密集柜車庫(kù)進(jìn)行功能分析。如圖8所示，首先分解總功能，得到三個(gè)分功能，然后將三個(gè)分功能進(jìn)一步分解至功能元。功能分解之后，運(yùn)用公理設(shè)計(jì)理論采用之字形映射的方式，將功能映射到結(jié)構(gòu)域。如：存儲(chǔ)汽車功能映射到結(jié)構(gòu)域?yàn)榇娣艈卧?、移?dòng)車位功能映射到結(jié)構(gòu)域?yàn)橐苿?dòng)裝置。具體結(jié)構(gòu)映射結(jié)果如圖9所示。

（2）車庫(kù)的首要要求是安全。一般車庫(kù)多為固定式，其框架為水泥鋼筋搭建，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)，對(duì)于汽車的擺放位置、順序并無(wú)明確要求。在密集柜車庫(kù)中，由于車庫(kù)具有移動(dòng)性，所以其剛度、強(qiáng)度弱于傳統(tǒng)車庫(kù)。汽車的存放和提取具有隨機(jī)性，汽車可能全部集中在同一側(cè)，導(dǎo)致車庫(kù)進(jìn)入整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的狀態(tài)，如圖10所示，其受力仿真分析如圖11所示?？梢钥闯?，該狀態(tài)下車庫(kù)單元進(jìn)行移動(dòng)時(shí)容易對(duì)車輪的一側(cè)造成額外的傾覆力矩，有嚴(yán)重的安全隱患。

圖8 功能域分解

圖9 結(jié)構(gòu)域分解

圖10 車輛不均勻擺放示意圖

圖11 不穩(wěn)定狀態(tài)的仿真分析

（3）從DCC的角度分析，車輪磨損過(guò)程屬于2.1節(jié)所述的第一類偏差產(chǎn)生機(jī)理。其系統(tǒng)范圍逐漸偏離設(shè)計(jì)范圍，即任意時(shí)刻()都存在。所以此問(wèn)題功能可以進(jìn)行自愈設(shè)計(jì)。

（4）在設(shè)計(jì)之初設(shè)計(jì)放置算法，使車輛的存入方式更加科學(xué)，可避免車輛放置入同一側(cè)的情況。但由于車主取車時(shí)的不確定性，此類車輛集中在一側(cè)的情況仍不能完全避免。

通過(guò)上述有關(guān)自愈的分析可以看出，該問(wèn)題不適合采用初始化自愈。對(duì)問(wèn)題功能進(jìn)行TRIZ轉(zhuǎn)換。根據(jù)TRIZ工具中的技術(shù)沖突，將問(wèn)題規(guī)范描述為：為消除車輛不均勻分布帶來(lái)的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定情況，需要增加平衡配重塊，并根據(jù)車輛分布情況，調(diào)節(jié)配重塊的位置。這樣將會(huì)導(dǎo)致裝置更加復(fù)雜。應(yīng)用技術(shù)沖突解決理論確定改善的參數(shù)為“可靠性”，惡化的參數(shù)為“裝置的復(fù)雜性”。

通過(guò)查找沖突矩陣得到解決問(wèn)題的發(fā)明原理，如表1所示。

表1 發(fā)明原理及注釋

根據(jù)發(fā)明原理1，將車庫(kù)每個(gè)列單元中的車位單元化，且增加移動(dòng)能力，使其可以自行平衡車輛不均勻分布問(wèn)題。用1表示。

建立功構(gòu)映射的第三層設(shè)計(jì)矩陣為：

式中：1為夾放汽車；2為運(yùn)送汽車；3為承載汽車；4為固定汽車；5為移動(dòng)車位；6為監(jiān)控車位；7為查詢車位；1為夾放裝置；2為移動(dòng)裝置；3為承載裝置；4為固定裝置；5為移動(dòng)裝置；6為監(jiān)控裝置；7為上位機(jī)系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)矩陣為準(zhǔn)耦合矩陣，通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)順序可以滿足獨(dú)立性公理。則有：

得出耦合關(guān)聯(lián)矩陣為：

根據(jù)上述矩陣變換結(jié)果，可以認(rèn)為，該問(wèn)題可利用系統(tǒng)可用資源進(jìn)行自愈設(shè)計(jì)，并且有兩種耦合程度不相同的解法。第一種利用泊車裝置的對(duì)車輛進(jìn)行重新擺放，此過(guò)程會(huì)影響其他用戶的使用。第二種解法是利用車庫(kù)原有的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行車位移動(dòng)，此方案需要通過(guò)連接結(jié)構(gòu)傳遞動(dòng)力。

選擇第二種解法，在車庫(kù)原有方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)密集柜車庫(kù)現(xiàn)有動(dòng)力裝置的復(fù)用添加了車位內(nèi)部的運(yùn)送裝置，如圖12所示。

圖12 內(nèi)部運(yùn)送裝置

通過(guò)該裝置，可以在車庫(kù)內(nèi)部車輛擺放不合理時(shí)調(diào)整車輛的擺放方式，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。添加裝置后，車輛擺放方式如圖13所示，其受力仿真分析如圖14所示。

圖13 調(diào)整后的擺放方式

圖14 調(diào)整擺放方式后的仿真分析結(jié)果

由圖14可知，該方案可以明顯改善密集柜車庫(kù)因車輛擺放不當(dāng)導(dǎo)致的隱患，并能在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)自愈的方式使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

5 結(jié)論

對(duì)人工自愈理論、設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性理論進(jìn)行了研究，闡述了設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性理論與人工自愈理論之間的聯(lián)系及相似性。在自愈理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜性與發(fā)明問(wèn)題解決理論，提出一種自愈理念下的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)分析現(xiàn)有理論和自愈理論的相似性，得出結(jié)合DCC的自愈思想，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的過(guò)程模型，最后通過(guò)密集柜車庫(kù)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證了該方法的有效性。該方法表明，當(dāng)系統(tǒng)中存在必然會(huì)出現(xiàn)并影響系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題時(shí)，可以采用自愈理念對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)可以更穩(wěn)定持久地運(yùn)行。

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Research on Design Method of DCC and TRIZ Integration under Self-recovery Concept

GUO Kun

( School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin300130, China )

In order to improve the stability of complex systems, the article introduces the concept of self-recovery into the conceptual design stage of complex systems and proposes a design method that integrates DCC (Design-Centric Complexity) and TRIZ (Theory of the Solution of Inventive Problems) by combining DCC and TRIZ based on the self-recovery concept. First, analyze the functions in the system and estimate the realization probability of the functions in the system through the DCC theory. Second, determine the potential problem functions with low realization probability, carry out the self-recovery design for these functions. After that, use the TRIZ tool to solve the problems. Finally, integrate above process to form a process model integrating DCC and TRIZ under the self-recovery concept, and the effectiveness of the process model is verified through a case of a dense cabinet garage.

self-recovery concept；design-centric complexity；TRIZ；concept design

TB472

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2022.09.002

1006-0316 (2022) 09-0007-08

2021-08-02

郭昆（1994－），男，河北邯鄲人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)閯?chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械工程，E-mail：394201178@qq.com。