面向复杂系统创新的TRIZ与DFSS集成应用模式

针对目前现有创新方法在解决复杂系统问题时出现问题定位不准,分析不彻底,难以产生创新性方案,以及复杂系统设计领域尚缺乏系统的方法论的问题.研究创新设计理论(Theory of Innovation Problem Solving,TRIZ)与六西格玛设计(Design For Six Sigma,DFSS)集成方法,根据复杂系统特点在不同设计阶段动态地集成各种工具,以完善的需求管理方法实现设计需求的无偏转化,运用AFD等工具在设计早期进行系统功能失效预测,集成多冲突问题与TRIZ工具实现概念设计阶段创新性求解,进而建立面向复杂系统创新的T-DFSS模型.最后以船舶模块化可倒栏杆创新设计实例验证该集成模式的有效性.     

一种新型管道端口打磨机器人构型设计与运动学仿真研究

为了提高管道敷设过程中端口附着的混凝土、砂浆和锈迹的打磨质量和打磨效率,设计了一种管道端口打磨机器人装备。对该端口打磨机器人进行了构型设计,并运用平面几何方法建立了打磨机器人运动学模型。利用ADAMS软件建立了打磨机器人参数化虚拟样机模型,通过运动学仿真初步确定了"低行进速度+高打磨速度"的打磨方式,并进行了现场试验验证。试验结果表明,仿真结果确定的"低行进速度+高打磨速度"的打磨方式适用于新型端口打磨机器人,并具有良好的运动学特性,除锈效果更好,打磨精度更高。     

基于多方法融合的需求提取模型研究

针对用户对复杂产品知识了解不足所导致的需求提取局限性,本文融合发明问题解决理论(TRIZ)中的技术成熟度预测、需求进化定律、技术进化定律和主要价值参数(Main parameter of value,MPV)等工具,提出一种多方法融合的需求提取模型.该模型通过专利数据确定产品生命周期,将需求进化和技术进化结合,从宏观和微观两个层面进行未来需求预测,同时将主要价值参数融入到隐性需求挖掘过程中,构建面向复杂产品的需求预测以及挖掘模型,并以回风空气净化装置的需求提取为例验证该模型的有效性.     

基于TRIZ和约束理论的复杂产品生产管理优化

针对现阶段复杂产品技术管理和生产管理过程中存在的问题,提出基于TRIZ和约束理论结合的生产管理优化方法.首先,对复杂产品生产流程的特点进行分析,以管理优化为目标,构建复杂产品生产协同管理模型.其次,深入研究产品在研发、计划生产、生产、产品检测和改进阶段的问题,提出生产协同管理流程,实现了产品生产的精细化管理.最后,以创新管理为核心,构建了生产协同管理优化模型,阐述了在生产流程管理中发现问题、分析问题,解决问题的方法,应用TRIZ等理论对问题解决和评价.以某型号深海勘探工程船的生产管理为例,验证了该模型的有效性.     

预应力钢筒混凝土管端口打磨机器人的压紧力可靠性分析

预应力钢筒混凝土管（prestressed concrete cylinder pipe,PCCP）在水利工程、工业供水等领域得到广泛应用。针对现有PCCP端口打磨方法效率低、打磨质量难以保证等问题,创新设计了一种PCCP承、插口打磨机器人。首先,根据工作服役环境要求,对端口打磨机器人进行了结构设计与样机制作,并通过现场试验分析该机器人的打滑失效问题;其次,根据打磨机器人克服摩擦力环绕承、插口作周向转动的打磨过程,在进行力学分析基础上建立其压紧力模型及可靠性模型,并采用随机摄动方法分析了整个打磨过程的动态可靠度,得到该打磨机器人可靠性最低的关键部位;最后,对影响端口打磨机器人可靠性的参数进行了灵敏度分析,得出使端口打磨机器人最快趋向可靠的参数为从动轮半径。研究结果为研发具有自主知识产权的大型PCCP自动化制造装备及进行下一步可靠性优化设计奠定了基础。     

混凝土管端口打磨机器人设计及力学性能分析

为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率，设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计，建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例，求解了机器人运行过程中的极限载荷，并进行了有限元仿真分析，分析结果表明，该机器人在运行过程中，强度、刚度满足现场需求。现场试验验证了该机器人具有较高的打磨效率与工作可靠性。     

基于改进四阶矩估计法的六轴机器人运动可靠性分析

针对六轴机器人运动可靠性问题,提出一种基于改进四阶矩估计法的机器人运动可靠性评估方法。首先根据等效极值原则推导六轴机器人的极限状态函数,然后采用改进四阶矩方法对六轴机器人的可靠度进行求解。在理论分析的基础上,引入实例进行了可靠度求解,通过与蒙特卡洛法和四阶矩法的对比,验证了上述改进四阶矩方法的正确性。该研究为后续进行优化设计奠定了理论依据。