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大型空气动力装备是浙江省的特色产业,具有广泛的应用领域与良好的经济产值,但存在结构复杂、重用率低、能耗高、噪声大等缺陷,制约了产业绿色化和产品低碳化转型,因此,系统化研究大型空气动力装备低碳设计是非常必要与迫切的,其成果一方面有助于突破可持续设计的瓶颈问题,推进可拓设计理论的创新应用,另一方面为该类型装备的转型升级提供理论方法。本文以大型空气动力装备的螺杆式空气压缩机为研究对象,集成可拓方法与TRIZ理论,系统化研究产品低碳设计过程中复杂技术冲突问题的创新协调方法。具体工作包括:1.针对产品低碳需求导向的设计意图问题,提出了低碳需求驱动的产品低碳设计冲突问题生成与基元建模方法。研究了低碳需求下的QFD映射方法,明确低碳设计意图,结合累计叠加原理,构建产品低碳设计全生命周期数据库,应用基于多维关联函数的相似算法,给出低碳设计技术与非技术冲突问题的可拓模型。2.针对产品技术冲突建模与分类问题,提出了集成TRIZ与可拓学产品低碳设计冲突问题分类建模及其层次传导方法。研究了低碳设计冲突技术的等价转换机制及冲突类型分类方法,提出技术冲突问题的可拓学与TRIZ模型的转换与集成方法,研究了基于AD理论的技术冲突问题镜像协调原理,构建了需求变换下的技术冲突问题动态转换方法以及层次传导分类方法。3.针对产品的低碳性能冲突协调问题,提出了低碳性能冲突问题自顶而下的可拓创新协调方法。研究低碳性能之间的强弱关联建模方法,完成低碳设计冲突问题的简化与再分类建模,建立基于触发性能的低碳性能设计核问题协调策略,结合传导与组合变换方法,给出了自顶而下的低碳性能设计冲突协调算法,实现低碳性能复杂冲突协调的创新方案生成。4.针对产品的低碳属性冲突结构变异再生问题,提出了产品低碳属性复杂冲突的系统化的TRIZ与可拓学集成协调方法。研究与明确可拓核问题关联结构变异再生原理,结合TRIZ发明原理解,构建低碳设计核问题协调的单一结构变换或多结构关联变换机制并计算其实现概率方法,应用TRIZ原理的创新指导模式,给出了3种创新模式下的结构变异再生方法与创新概率。最后,建立以螺杆式空气压缩机为代表的大型空气动力装备低碳设计原型系统,验证低碳设计需求动态解析技术、低碳数据建模技术、低碳设计问题建模技术、技术冲突等价转换技术、技术冲突问题动态转换技术及分类技术、低碳性能自顶而下协调技术、低碳属性复杂冲突协调创新技术,以及低碳设计创新方案的实现概率等方法的有效性与可行性。