產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)及其集成平臺構(gòu)建研究.pdf

1、制造業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的重要支柱。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著客戶對產(chǎn)品多樣化、個性化需求的日益增強，國內(nèi)外先進(jìn)的制造企業(yè)紛紛致力于通過提高產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力、掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計方法、學(xué)習(xí)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計理論、應(yīng)用產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計工具來提高企業(yè)在市場中的競爭力。為此，如何提高快速響應(yīng)市場的、滿足客戶需求的、智能化的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，壓縮產(chǎn)品設(shè)計周期，降低產(chǎn)品設(shè)計與制造成本成為企業(yè)追求的目標(biāo)。本文針對產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新設(shè)計集成應(yīng)用平臺構(gòu)建進(jìn)行了研究與

2、探索，主要內(nèi)容包括:
　　(1)構(gòu)建了面向創(chuàng)新設(shè)計的產(chǎn)品客戶需求分析模型，給出了客戶需求的特點，總結(jié)了客戶需求獲取的方法，結(jié)合產(chǎn)品屬性特征實現(xiàn)客戶需求的分類，通過語義分解、語義轉(zhuǎn)換、需求合并與擴(kuò)展補充實現(xiàn)客戶需求的描述，并構(gòu)建了結(jié)構(gòu)化的客戶需求層級表達(dá)模型;提出了基于加性一致模糊互補判斷矩陣的歐氏空間距離排序法，結(jié)合模糊層次分析法與熵處理法，構(gòu)建了多元權(quán)重向量結(jié)構(gòu)的客戶需求重要度計算模型，以數(shù)控機床關(guān)鍵零部件的客戶需求重要度計算為

3、例進(jìn)行了驗證;對客戶需求功能進(jìn)行描述，構(gòu)建了客戶需求功能屬性特征表達(dá)矩陣。
　　(2)為了研究和提高產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程中的創(chuàng)意產(chǎn)生，提出了創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)意生成結(jié)構(gòu)化圖形表示方法(Idea Generation Structured Graphical Representation Method，IGSG)，介紹了該方法的理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù);給出了一種基于口語分析與鏈接標(biāo)記法的創(chuàng)意生成認(rèn)知試驗研究方法，介紹了試驗方法的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方

4、法，進(jìn)行了試驗方法的設(shè)計，利用口語分析和鏈接標(biāo)記法對創(chuàng)意生成方法進(jìn)行分析與計算，通過熵值散點擬合繪制不同熵值變化趨勢曲線并進(jìn)行分析，檢驗了創(chuàng)意生成技法的產(chǎn)出質(zhì)量和產(chǎn)出效能。
　　(3)提出一種混合智能創(chuàng)新設(shè)計模型，給出了混合智能創(chuàng)新設(shè)計流程。以數(shù)控機床主軸部件為例構(gòu)建實例特征屬性索引，應(yīng)用最近鄰改進(jìn)算法進(jìn)行實例相似度計算，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對實例進(jìn)行評價，實現(xiàn)了基于實例的推理機設(shè)計;建立了基于遺傳算法的數(shù)控機床主軸部件優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)

5、模型，并以沈陽機床集團(tuán)CK40-750型機床主軸部件的優(yōu)化設(shè)計為例進(jìn)行驗證;探討了基于零件主模型的參數(shù)化建模方法，以UG為平臺詳細(xì)介紹了基于主模型的參數(shù)化變型設(shè)計流程;開展了數(shù)控機床主軸部件知識獲取方式的研究，對主軸部件知識進(jìn)行分類，應(yīng)用產(chǎn)生式規(guī)則表達(dá)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)實現(xiàn)數(shù)控機床主軸部件知識表達(dá)。
　　(4)對產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計集成平臺概念進(jìn)行定義，給出了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的組織實施模型，應(yīng)用UML建模方法構(gòu)建產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程模型。以Teamc

6、enter Engineering(TCEng)作為各子系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計集成與應(yīng)用平臺，給出了面向集成的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計系統(tǒng)支撐平臺的體系結(jié)構(gòu)，并對平臺各子系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，開發(fā)了客戶需求分析與重要度計算子系統(tǒng)、創(chuàng)新概念求解子系統(tǒng)、數(shù)控機床主軸部件實例推理設(shè)計子系統(tǒng)、數(shù)控機床主軸部件智能優(yōu)化設(shè)計子系統(tǒng)、數(shù)控機床主軸部件參數(shù)化變型設(shè)計子系統(tǒng)，構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的數(shù)控機床主軸部件創(chuàng)新知識庫。應(yīng)用x-BOM多視圖方法，以TCEng的產(chǎn)品