基于技术杂交的一类产品技术集成创新设计

技术集成创新是近几年来企业应对激烈竞争而产生的一种新的创新模式。针对技术集成创新理论研究中存在的问题,从产品进化资源的角度提出技术杂交的概念,分析产品技术杂交的原理,将产品技术杂交分为牵引杂交和竞争杂交两类。借鉴生物杂交过程中的基因重组思想,提出技术基和技术基重组的概念,研究技术基的表达和获取方法,以及技术基重组过程中的基本操作和重组原则,进而建立基于技术基重组的产品技术杂交实现方法。在此基础上提出一类基于技术杂交的产品技术集成创新设计过程模型。该模型针对实现功能相同或相似但技术特性互补的两个产品技术,通过将体现两产品优势技术特性的技术基进行集成,以实现产品创新。中药滴丸脱脂机的技术集成创新设计实例说明了该方法的应用。     

基于产品基因的概念结构生长型设计研究

在产品概念设计过程中,通过与生物个体生长过程的类比,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,提出了产品基因概念、特征。又从产品概念结构生长型设计中,提出了产品基因的表示方法和技术支持,并建立了基于产品基因组的概念结构生长型设计过程模型。最后利用软件系统实现了对虎钳夹具的设计。     

基于生长型设计的机械产品基因研究

自然界中生物的生长发育过程令人神往,在产品设计过程,我们通过与生物生长过程进行比较,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,从而提出了基于细胞的生长型设计。进而通过对生物基因与产品基因的系统类比,总结出产品基因的特点,概括出产品基因、产品基因组的概念,提出了基于产品基因组的生长型设计,并利用DARFAD系统实现对虎钳夹具的设计。     

基于遗传学的机械产品变型设计研究与实现

变型设计与生物遗传存在相似性,针对传统变型设计方法存在的问题,提出基于遗传学的机械产品变型设计.将产品分解与重构理论、产品遗传学思想(包括遗传物质的相关概念、产品基因模型、产品遗传的中心法则、产品基因的选择表达)应用到机械产品变型设计中.以堆垛机为实例,完成了基于遗传学的堆垛机变型设计系统的开发.经实验验证可有效提高设计效率和质量.     

面向产品自顶向下设计进程的集成协同决策

提出基于产品功能和物理拓扑结构的进程模型,将产品自顶向下设计进程分解为模块任务、零件任务、设计参数及其相互关联等基本组成元素.根据自顶向下的设计进程特点,提出产品集成协同设计软件系统架构,设计相应模块任务代理、零件任务代理以及基于敏度分析的代理设计方法,采用Java及Web技术实现了上述系统,以变速箱为设计实例说明系统的应用过程和效果.     

产品基因研究综述

产品基因(Product Gene,PG)是参照生物基因提出的关于机械产品遗传信息的概念,产品基因工程是生物基因工程思想在机械领域的应用.通过对产品基因文献的综合分析,从产品基因的概念、特点及相关操作等多方面,对产品基因理论研究和应用研究进行了分析总结,提出了自己的见解,并对产品基因进一步研究趋势进行了分析.     

基于TRIZ和基因进化理论的产品功能原理创新

针对传统的功能定义对产品功能作用原理描述的局限性,提出一种基于特征的产品功能表达通用模型.通过对产品功能原理设计和生物基因进化方面类比结果的相似性分析,引入产品功能特征基因概念模型.阐述了产品功能特征的基因变异机理,包括重组、定位诱变、自发突变、转录及翻译等知识,揭示出产品功能特征基因模型在功能原理设计中的重要作用.最后,构建一种基于TRIZ与基因进化理论的产品集成创新设计过程模型,并以智能割草机器人调高机构装置为例对该模型进行了验证,获得了理想的产品功能原理设计创新方案.     

XVL及其在机械产品协同设计中的应用

基于网络的协同设计对异构三维数据的一致性转换和快速传输提出了更高的需求,但传统的基于产品模型数据交换标准STEP和基于虚拟现实建模语言VRML的解决方法,应用效果并不令人满意.为了更好地满足这种需求,提出将可扩展的虚拟世界描述语言XVL引入机械产品协同设计,并概述了其技术特点及数据转换技术.基于XVL三维数据共享模型库构建了面向企业集成应用的系统体系结构,提出了基于XVL的协同设计管理系统模型,最后开发了一个机械产品在线网络协同设计管理原型系统.     

基于PDM的产品数字化设计与数控加工集成信息模型

针对目前数控信息管理重复、无序、分散从而影响产品生产效率等问题,提出了基于产品数据管理的产品数字化设计与数控加工集成信息模型。从计算机辅助设计三维建模、零件信息管理、产品物料清单管理、零件计算机辅助制造处理、数控程序生成、车间排程与数控程序库等方面构建数控加工信息集成模型。通过产品结构信息和零部件信息的集成、车间排程与数控加工信息的关联,以及数控系统与计算机之间的串行通讯等方法,实现了基于产品数据管理的产品数字化设计、排程与制造的集成。提出的方法在产品开发中得到了实际的应用。     

基于组件的机械产品CAD系统建模

根据机械CAD系统的发展,提出了基于组件技术的三层（客户机/服务器）CAD系统建模方法,建立了机械产品CAD系统的体系结构,用实例阐述了基于组件的CAD系统建模和接口设计方法.采用本方法易于实现机械产品的网络远程分布式设计.     

基于功能表面的产品基因形式化表达

利用功能表面来形式化表达产品基因以支持机械产品概念创新设计。用数学方法描述了功能表面模型和产品基因模型,提出了一种变长度的产品基因层次编码方案,构建了基于功能表面的产品基因形式化表达过程,并用设计实例对提出的方法进行了验证。     

集成开发环境下的现代机电产品开发

通过对现代设计技术和方法在机电产品开发中的应用和发展作简要分析,阐明了现代设计技术在现代机电产品开发重要作用,指出现代机电产品是由不同领域的零部件耦合的多领域物理系统,提出了基于现代设计技术建立集成开发环境的现代产品开发框架体系,该体系结构包括机械动力学模型建立,控制算法设计、软件设计和硬件设计、快速原型、嵌入式系统开发,该体系可以大大减少产品研发周期和成本.最后,通过空气悬架集成开发的应用实例,阐述了集成开发系统应用的架构和关键技术.     

集成化产品装配设计与模糊评价方法研究

研究了集成化产品装配设计与模糊价方法。基于用户定义的特征,进行产品特征造型和产品装配设计,建立了产品实例库;基于产品实例进行参数化结构设计,自动生成产品的三维装配图;从ＣＡＤ系统中,对产品装配体进行了自动产品装配特征识别;基于所建立的产品装配模型自动产生品装配数据的中性文件。     

基于集成仿真技术的现代产品设计

为了尽可能在产品设计阶段预测产品设计、制造和应用等环节可能出现的问题,提出了基于集成仿真技术的产品设计方法,并以离散型制造业为对象,建立产品设计集成仿真体系架构。该体系结构包含制造过程仿真层、应用效果仿真层和优化设计技术支撑层,通过制造过程的仿真预测产品的加工质量,通过应用效果的仿真预测新产品的使用效果,并在此基础上进行优化。同时,分析了集成仿真信息流及其在产品设计过程中的传递特性。最后,通过应用实例,阐述了集成仿真技术在某压铸产品设计中的综合应用。     

Form gene clustering method about pan-ethnic-group products based on emotional semantic

The use of pan-ethnic-group products form knowledge primarily depends on a designer’s subjective experience without user participation. The majority of studies primarily focus on the detection of the perceptual demands of consumers from the target product category. A pan-ethnic-group products form gene clustering method based on emotional semantic is constructed. Consumers’ perceptual images of the pan-ethnic-group products are obtained by means of product form gene extraction and coding and computer aided product form clustering technology. A case of form gene clustering about the typical pan-ethnic-group products is investigated which indicates that the method is feasible. This paper opens up a new direction for the future development of product form design which improves the agility of product design process in the era of Industry 4.0.     

基于产品基因进化的结构设计自动化

基因是人类研究自然界遗传和进化的重要依据 ,在现代机械设计中 ,将基因工程思想用于产品结构设计 ,从未知产品根本需求和实现功能出发 ,在广义定位原理和基于功能表面分解重构技术基础上 ,形成“产品基因”这一全新设计理念 ,进而以此为依据提出基于产品基因型进化思想的产品建模方法 ,并用实例验证这一方法的优越性。     

计算机辅助机械产品概念设计技术探讨

提出一个支持机械产品“需求分析 概念设计 详细设计”全设计过程的计算机辅助集成设计工具的框架 ,介绍产品设计过程模型 ,面向全生命周期基于广义特征技术的产品信息建模方法、概念设计方法以及设计过程各阶段的集成技术。     

面向大批量定制的电声产品设计技术研究

为了满足客户对微型电声产品的个性化需求,提高企业产品的设计效率,提出一种面向大批量定制生产、结合配置设计技术和基于实例检索技术的产品设计方法。该方法将产品设计过程分为两个阶段,首先采用基于规则的配置技术,从企业产品的通用产品结构模型按照客户要求配置出新产品结构,然后应用基于实例检索技术从产品实例库中搜索出相似的产品供用户做变型设计参考。阐述了该方法的核心概念和原理,给出了对象模型以及算法流程。与传统的设计方法相比,该技术能有效地缩短产品开发周期,满足企业大批量定制生产的需要。最后,介绍了该技术在某微型电声企业的产品创新设计系统中的应用。     

运用遗传算法的产品造型设计方案优化方法

从产品语义出发,提出一种基于遗传算法的产品造型设计方案优化方法,构造基于语义的产品造型进化设计模型。通过构造产品造型基因编码和基因串及适应度函数,对产品造型设计方案进行优化并形成新的方案,应用板式家具的造型设计验证了方法的适宜性。     

一种混合集成电路共晶焊接用石墨夹具的设计

在某贯军标混合集成电路产品研制过程中,陶瓷基片共晶焊接的焊透率直接影响产品的噪声系数、增益等重要特性指标。文中设计了多组均匀分布、独立配重的倒扣式一体化石墨组件,可实现共晶焊接载体限位。倒置时多组重针悬空,不施压;正置时多组重针自动下垂,对基片等均匀配重施压,最终完成一致性共晶焊接。采用该设计方法研制的石墨夹具能有效解决基片等偏移和空洞率高的问题,保证了电路单元的接地性能,突破了该贯军标混合集成电路产品的批量研制技术瓶颈,提高了批量成品的质量一致性水平。焊透率检测及重要指标测试结果验证了该方法的可行性和有效性。