随着国内企业逐年发展壮大,很多企业正在经历由资源型企业向创新型企业艰难转型升级过程,企业急需具有高效节能、高可靠性、高性价比和极限功能等特征的颠覆性创新技术。当系统某些参数趋向于极限状态时,往往可以满足特定的市场需求,然而产生颠覆性创新机遇的同时,可能导致系统奇异现象的出现,这些奇异现象符合复杂系统的时变特性、强耦合性、非线性和开放性等特征。本课题通过确定极端参数并对其进行动态推理,形成以颠覆性创新为目标的创新设想产生机理。主要研究工作包括以下内容:1.针对颠覆性创新理论、复杂系统概念设计、定性推理在概念设计中的应用等方面进行文献综述,提炼具有我国企业特色的颠覆性创新技术需求。2.面向颠覆性创新的复杂系统极端参数获取过程模型。首先面向颠覆性创新开展系统性能需求与功能对应关系表达研究,并将其映射关系延伸至设计参数,构建基于AD理论的“需求-功能-参数”映射模型,建立性能需求与设计参数之间的联系;其次运用FQFD方法实现设计参数的重要度排序确定系统核心参数,该方法在传统QFD质量屋的基础上引入三角模糊数,用以表征复杂系统性能需求的不确定性;最后将核心参数推向其潜在需求方向上的极端参数,并通过系统理想解分析产生初步设想。3.极端参数动态推理颠覆性创新设想产生及评价。首先对各个功能元原理解对应的物质-场模型进行参数化表征并生成参数逻辑图,进而通过量纲分析的π定理确定无量纲参数方程幂次;其次在参数逻辑图中定性推理极端参数,明确该动态过程对相关参数的影响并运用TRIZ理论进行问题求解,以产生颠覆性创新设想方案;最后提出基于颠覆性创新产品特征的方案量化评价方法,该方法以15组颠覆性创新案例为样本数据,运用Matlab编程和多元逻辑回归分析算法,构建颠覆性创新方案评价过程模型。4.车位锁及其管理系统的创新设计。以目前社会亟待解决的停车问题为实例,应用上述理论研究成果确定了系统极端参数,并将其在参数逻辑图中动态推理分析系统出现的奇异现象,再进行问题求解产生了多个颠覆性创新设想方案,随后针对这些创新方案进行量化评价,选定节能型车位锁及其管理系统作为后续样机开发的方案。最后完成了基于节能型车位锁的可共享车位管理系统机械结构、硬件和软件的详细设计,验证了所提设计方法及过程模型的有效性与可行性。