本文根据企业产品创新的迫切需要,以实现产品设计创新为目的,系统地研究了面向需求的机械产品原理方案创新设计中的关键技术,内容涉及产品需求的全面获取、需求分析与映射技术、功能原理设计以及方案评价与决策等,并将研究成果应用于机械产品创新开发项目中。全文主要研究内容及成果如下:从企业生存、竞争和发展的角度研究并提出了新的产品创新动力机制;探讨了支持企业产品创新开发的用户需求获取过程,提出了基于用户特征与产品特征的机械产品市场细分新方法,并将AHP法应用于目标市场决策中;为深入挖掘用户需求,提出了基于扩展的5W2H法的需求获取技术。为确保产品需求到设计、工艺以及服务质量的有效转换,提出了一种面向产品全生命周期的QFD需求分析和映射模型;从设计需求创新分析的角度提出了一种面向创新设计过程的层次式分类方法-FBS分类法,以及基于KANO模型的需求分析方法;对需求重要度分析方法进行了剖析,构造了一种有利于产品创新规划的需求重要度评判新方法。研究了功能抽象的原则和方法,构建了功能抽象的过程模型;分析了现有功能分解方法的不足,在揭示机械产品广义工艺功能特征基础上,构造了基于广义工艺功能的功能分解方法,应用该方法完成了一种旋转式颜料灌装机的功能原理创新设计。结合机械产品原理方案设计的特点,提出了基于TRIZ和功能设计的机械产品原理方案创新设计模型,并阐述了基于TRIZ的原理创新求解流程;应用模型完成了一种联体瓶颜料灌装机原理方案创新设计。构建了面向需求的产品原理方案创新设计评价目标体系;通过分析现有决策方法的不足,提出了原理方案精细决策模型,并结合实例验证了该模型的有效性。总结并提出了影响机械产品原理方案创新设计的五类思维障碍,并从思维训练的角度探讨了突破这些思维障碍的方法;提出智力激励法与TRIZ相结合的创新问题解决模式,探讨了检核表法与TRIZ发明原理的关系。