機械產品消化吸收再創(chuàng)新設計理論與方法研究.pdf

1、我國現(xiàn)在正經(jīng)歷從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的重要轉變時期，自主創(chuàng)新成為這個時期最重要的推動力。《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》將引進消化吸收再創(chuàng)新作為自主創(chuàng)新的重要組成部分。引進消化吸收再創(chuàng)新不僅可以彌補我國現(xiàn)階段知識積累不足、科技水平相對較弱的劣勢，還可以通過向科技發(fā)達國家學習提升我們的再創(chuàng)新能力。但是我國目前對引進的技術消化吸收效果明顯不佳，再創(chuàng)新乏力，引進的技術沒有發(fā)揮應有的作用。為了改變當前的不利局面，

2、本文以機械產品及其零部件的結構-功能-知識為研究對象，探索提升消化吸收再創(chuàng)新效果的相關理論和方法。
　　本文首先對我國技術引進消化吸收再創(chuàng)新的現(xiàn)狀及存在的問題做了一個較為全面地總結，并對國內外的相關研究進行了詳細闡述。在此基礎上提出了本文需要解決的問題和主要研究內容。
　　為了對引進的技術進行全面地消化吸收，本文提出了功能本體理論和基于功能本體理論的S-F-K建模方法。從結構(Structure)、功能(Function)、

3、知識(Knowledge)等三個方面對引進的產品進行研究，從而提升消化吸收的效果。S-F-K模型由結構模型、功能模型、知識模型三個部分組成:結構模型將產品的結構信息和數(shù)據(jù)集合在一起，用于理解產品是什么(What);功能模型是對產品及其零部件進行功能定義，用于理解產品怎樣完成任務(How)，功能模型的表達主要基于功能本體來實現(xiàn);知識模型將產品設計過程中運用的原理、經(jīng)驗等匯集在一起，用于理解產品的設計原因或設計依據(jù)(Why)。由S-F-K模

4、型可以還原或挖掘原設計者的設計意圖，并將產品中的隱性知識顯式化。
　　在消化吸收的基礎上對產品原型進行再創(chuàng)新是提升競爭力的一種有效途徑，為了保證再創(chuàng)新的有效性本文提出確定產品未來發(fā)展狀態(tài)的趨勢理論及基于趨勢理論的再創(chuàng)新點獲取方法，用于確定再創(chuàng)新方向。通過對影響產品發(fā)展趨勢的四個影響因素:顧客需求、市場競爭、技術發(fā)展、自然規(guī)律的研究，確定產品的未來發(fā)展方向，并通過有效的決策方法最終獲取符合產品發(fā)展趨勢的再創(chuàng)新點。
　　消化吸收

5、再創(chuàng)新一般情況下是在原有產品的基礎上進行的再創(chuàng)新。為了實現(xiàn)知識傳承和再創(chuàng)新，本文提出了仿生物進化的再創(chuàng)新設計方法。借鑒生物基因遺傳與變異的進化機理，建立了產品功能基因組的替換、增加、減少、同源重組、非同源重組等五種再創(chuàng)新實現(xiàn)模型，并在這五種再創(chuàng)新實現(xiàn)模型的基礎上獲取具體的再創(chuàng)新設計方案。
　　為了實現(xiàn)對產品及其零部件的功能本體定義，本文在功能本體理論的基礎上創(chuàng)建了功能體描述本體、功能基描述本體和宏功能描述本體。并通過軟件開發(fā)工具將

6、以上研究內容集成在一起開發(fā)了計算機輔助消化吸收再創(chuàng)新設計平臺，為實際應用提供了一個可操作平臺，增強了理論研究的實用性。
　　最后結合企業(yè)實際需求，本文將研究成果運用于“大型壓力機電子伺服三坐標多工位送料系統(tǒng)”的引進消化吸收再創(chuàng)新設計。通過消化吸收、確定再創(chuàng)新方向、再創(chuàng)新設計實現(xiàn)等過程在引進產品的基礎上進行了再創(chuàng)新，并獲取了整體再創(chuàng)新設計方案，通過運動仿真、受力分析、試制樣機，驗證了再創(chuàng)新設計方案的有效性，同時也驗證了本文所提出的理