在“双碳政策”的背景下,工业企业更加注重环保,以焊接作业为主的机械行业,在节能减排的同时也在重点考虑改善工人的作业环境。针对机械行业车间内焊接作业产生的烟尘治理难题,主要遵循机器代替人工的大原则,结合我国机械行业的实际背景,目前普遍采用焊烟净化器吸附净化。市场上的焊烟净化设备种类丰富,小型车间主要以移动式焊烟净化器和固定式焊烟净化器为主,大型车间则采用中央式除尘净化系统对厂房内部空气进行净化。创新设计出具有移动和固定式特征且净化效率高的焊接烟尘净化设备,满足企业机械车间环境空气净化日益提高的要求。本文通过对机械车间焊接烟尘净化过程的研究,构建用户需求模型并挖掘痛点,运用创新设计方法和技术,为企业机械车间提供一种高作业效率的焊接烟尘净化装置方案。首先,运用情境分析法对车间焊接烟尘净化过程进行构建,通过分析情境发掘设计痛点,再针对市面上的焊烟净化设备进行调研分析,综合考量各种因素挖掘用户需求项,运用KJ法提炼用户需求。其次,运用功能分析法对典型相关产品进行功能结构分析,对功能元求解并形成形态学矩阵,根据形态学矩阵组合出具有创新点的焊烟净化装置概念设计方案,运用层次分析法等筛选出较优概念设计方案为摆推式机械车间焊烟净化装置方案。最后,对筛选出的摆推式机械车间焊烟净化装置方案进行功能载体结构细化设计,运用Pro/E及Rhino软件进行该方案原型构建;运用ANSYS及FLUENT对原型进行静力学及气流流场分析;运用Key Shot进行原型外观造型方案效果图表达,并对原型与其使用环境协调性和人机关系进行情境仿真分析;根据用户需求模型和仿真分析结果,对创新设计的摆推式机械车间焊烟净化装置方案进行综合评价,说明了创新设计的摆推式机械车间焊烟净化装置方案的可行性、有效性和合理性。