近年来，肆意生产的工业垃圾，致使资源消耗急剧增加、自然灾害问题频发。人
类物质生活得到改善的同时，产生大量浪费废弃淘汰的工业垃圾，严重威胁人类的生
存环境。传统的回收和再制造技术由于设计过程忽略产品生命周期末端的拆卸效益，
使企业面临废旧产品回收困难、资源消耗量大、再生资源转化率低下等巨大经济损失。
可拆卸性设计作为再制造工程的研究重点，能够提前分析产品的拆卸信息支持创新设
计。但由于加入对产品可拆卸性和环境效益的考量，与以用户为导向的产品创新设计
产生耦合。积极的耦合作用能够促进产品市场发展，而消极的耦合则会阻碍产品发展。
因此，如何识别设计需求和可拆卸性的耦合情景，并合理的对产品提出改进，实
现可持续性的绿色设计理念，成为当下研究的重点。因而本文建立一种设计需求和可
拆卸性耦合情景下的产品结构改进设计模型，旨在满足用户基本需求的前提下，实现
产品的可拆卸性设计。论文的研究工作主要包含以下几个方面：
（1）从已有产品中提取用户的设计需求，并从可拆卸性准则和产品生命周期入手，
挖掘产品可拆卸性需求。运用QFD分析设计需求和可拆卸性的内在联系，建立设计
参数和可拆卸性设计特征的灰色关联矩阵，识别耦合作用区域。
（2）结合可拆卸性评价指标，构建基于拆卸Petri网的可拆卸性评价指标表达模
型。从经济、技术和环境三方面对耦合区域的可拆卸性水平展开分析，指导设计人员
判断耦合作用类型，并建立基于QFD和Petri网的设计需求和可拆卸性耦合情景识别
方法。
（3）针对产生负向作用的耦合情景，建立基于冲突网络模型的负向耦合情景表达
模型，将负向耦合参数转化为冲突。通过对ENV模型的综合重要性分析，确定冲突
的优先级。根据冲突作用关系将其转化为特定的参数网络，并利用TRIZ（发明问题解
决理论）中的冲突求解工具指导概念方案生成。
（4）为避免在求解过程中引发新的耦合问题，结合失效模式与影响分析和问题网
络对概念方案展开失效预测，建立问题网络和故障树的映射机制，挖掘关键失效问题。
利用物质-场模型对失效问题展开分析，生成产品设计方案，并构建基于故障树和TR
IZ的负向耦合情景求解策略。最后，从用户满意度和可拆卸性水平两方面对设计方案
进行评价。
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（5）建立设计需求和可拆卸性耦合情景下的产品结构改进设计模型，对共享单车
的设计需求和可拆卸性进行耦合识别，并根据基于故障树和TRIZ的负向耦合情景求
解策略，提出结构改进方案，验证设计流程的有效性。
关键词：设计需求；可拆卸性设计；耦合识别；OTSM-TRIZ；失效分析
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