基于复杂网络的专利数据驱动的产品创新设计

为了解决已有专利辅助产品设计研究方面存在的问题,提出了基于复杂网络的专利数据驱动产品创新设计方法。通过构建专利分类号共现网络,结合网络度中心性算法对分类号节点重要性进行评价,找出关键分类号。对分类号相关专利进行分析,并抽取原理知识,利用形态学矩阵构建功能-原理映射关系,结合频繁子图中的apriori关联规则算法计算原理组合的支持度,以获取最佳组合方案,同时利用组合方案相关专利提取结构关键词,建立专利结构网络,结合结构洞挖掘关键元件,并开展产品创新设计。以卫浴花洒作为研究实例,找出混合其他物质功能作为设计需求,通过挖掘相关专利的原理,发明了一款带有可调节功能的新型混合花洒,验证该方法的有效性。     

[数据驱动的产品设计]复杂产品设计方案的数据驱动多属性优化决策

At present, the quality of product design scheme mainly depended on the experiences and levels of designers, to solve this problem, a data-driven multi-attribute decision-making method for product design schemes was proposed, which might be applied to the evaluation of the best program at all stages of product design. Each group of reviewers used the TOPSIS method to evaluate the scheme, for the weight of decision criteria, the entropy weight method was used to determine the weights, the Borda function method was applied to assemble the decisions of each group, the final decision results were obtained, and the comprehensive evaluations of the design scheme were completed. This method was more fully used for data, avoiding subjectivity to the greatest extent, and the evaluation results were more reasonable. Finally, the method was applied to the design of oilfield polymer injection devices, and the opinions of designers, processors and managers are gathered to provide more comprehensive optimization decision results.     

基于TRIZ与专利分析的产品绿色创新设计方法

为了提高绿色产品的创新设计效率,提出了一种基于TRIZ与专利分析的产品绿色创新设计方法。通过对设计需求提取关键特征,检索相关专利,对专利进行功能、原理知识和结构知识分析,综合评价专利的相关度和创新性以提高专利利用效率。在保证不侵犯现有专利的基础上,利用现有专利进行高效设计,若无相关专利则转化绿色性能参数为TRIZ工程参数,融合TRIZ的创新原理启发设计者得到方案。最后引入TRIZ工具对已有的备选方案进行优化改进并得到最优方案。文章以冰箱的降噪设计为实例,验证了该方法的可行性。     

基于运行数据驱动反向设计的复杂装备个性化定制

不同于消费类产品侧重外观配置等的显性个性化定制,装备产品往往需要在各种复杂环境和工况下高效、节能地完成预定任务.因此,装备产品的个性化定制不仅包含显性需求,还包含与使用场景或工况和运行性能与效率等相关的隐性个性化需求,后者对于提升产品竞争力具有更为重要的意义.在分析装备产品研发和运行特点及其面临的大数据机遇基础上,提出...     

基于复杂网络与公理设计的产品平台设计方法

在深入分析产品平台定义及特点的基础上,结合复杂网络理论和公理设计中的信息公理,提出一种基于结构的产品平台设计方法。通过计算产品族零部件网络的节点总介数与平均介数确定节点在产品族和产品实例中的重要性,同时结合产品功能分析的结果提炼出平台关键节点。通过计算其他节点与关键节点的关联度,确定平台内的其他重要节点,并采用信息公理评价备选平台的性能,实现循环的设计过程。复杂网络与公理设计的结合使平台设计过程与结果更直观、更科学。以轮式装载机的产品平台设计为例证明了该方法良好的系统性与可操作性。     

[数据驱动的智能服务]数据驱动的复杂产品智能服务技术与应用

随着传感器、数据采集装置和其他具备感知能力的模块在复杂产品服务运行阶段的应用,复杂产品运维系统的数字化和智能化程度越来越高,具有实时、多源、异构、海量等特性的数据成为提高复杂产品系统可靠和低成本运行的决策依据,数字孪生技术提供了一种有效途径。介绍了数据驱动的复杂产品智能服务研究进展;分析了数据驱动的智能服务基本特征与框架模型;提出了数据驱动的复杂产品智能服务方法,主要包括面向服务的复杂产品建模与仿真方法、数据驱动的服务需求获取与精准分析预测方法、基于数字孪生的设备故障识别与动态性能预测方法、数据驱动的装备视情维修与备件库存联合多目标决策优化方法、基于数字孪生的复杂产品辅助维修技术、多要素协同的复杂装备能效精准分析预测方法、基于数据挖掘的复杂产品运行优化控制方法等;给出了智能服务系统的应用案例。所提出的框架和方法可为现代制造服务的智能化转型升级提供参考。     

基于专利知识的机械产品辅助创新系统

为利用专利中丰富的知识辅助设计师进行创新设计,提出基于专利知识的机械产品辅助创新设计的流程,探讨了流程中专利检索、专利预处理、专利知识提取、专利知识辅助创新等关键技术的实现策略.通过基于关联规则法的专利检索技术以及基于分类算法和创新性评估方法的专利预处理技术,可以针对性地获取有利于辅助创新设计的专利.通过提取专利知识结合启发规则构建专利创新设计的启发环境,可以有效激发设计师的创新思维产生创新方案.研发了基于专利知识的机械产品辅助创新设计系统,以具有磁力自锁的液压油缸创新设计实例,验证了系统的实用性.     

基于专利与TRIZ集成的产品创新与优化设计

针对如何利用专利知识信息帮助设计者对产品结构进行创新和优化的问题,提出了基于专利分析法和TRIZ的产品结构创新与优化设计流程.该流程首先通过对专利库的检索,获取符合功能与性能要求的专利文献,并对这些专利进行定量分析,获取对研究有价值的专利;再提取各专利的"功能-原理-结构"关系,运用专利定性分析法,获取各功能最优解决方...     

构建支持产品创新设计的专利知识库

专利作为一种包含信息最为丰富的知识载体,是支持创新设计的重要资源。通过分析并提取机电类发明专利中采用的科学效应及发明原理作为专利的创新属性,借助功能基和TR IZ原理对其进行规范表达,利用本体技术组织专利知识之间关系,提出了一种支持产品创新设计的专利知识库构建方法,并建立相应的原型系统。设计人员运用语义检索方式可在系统中获得所需专利信息,辅助产生各类多个新颖的设计方案。最后通过水上清洁车设计实例说明。     

面向复杂产品创新的设计知识服务方法

中国制造业要实现由大向强的转变,需要重视产品创新,从需求出发开展原创性设计。复杂产品的创新性设计决策,需要有大量的设计知识支撑,而知识积累往往需要长期和大量的投入,大多数企业都难以在短期内实现。设计知识服务方法,对破解企业设计过程中的知识积累不足难题,和形成专业化分工下的集群式创新,具有重要的意义。针对设计知识服务的发展和困难进行了分析,并阐述了知识服务环境形成过程中的思路。     

基于知识的产品创新设计技术研究

随着知识经济的发展，知识要素成了新产品竞争的决定性因素。分析了国内外基于知识的产品设计的研究现状，给出了基于知识的产品创新设计制造体系结构，并分析了其相关要素和关键技术。提出了在西部大开发中，应该拓展知识的获取途径，建立创新设计分中心，实行网络化设计以及并行工程等建议。     

基于集成逆向工程技术的产品创新设计

针对当前企业产品快速开发和创新设计的要求，构建了基于集成逆向工程技术的产品创新设计系统。利用变量化设计方法实现了对基于特征及约束的重建模型的创新设计。提出并简化了误差分析模型，以便对整个系统进行实时的闭环的检测和修复。通过一个具体案例，展示了该系统在实际工程中的应用。     

基于结构建模方法的复杂产品设计过程规划

提出了将复杂产品设计过程映射为规范的设计结构矩阵DSM的方法,并归纳总结了DSM规划的基本原则.为了便于在计算机上进行大规模DSM处理,保证DSM规划结果的可靠性,还提出一种基于结构建模方法的DSM规划的代数方法.该方法具有严格的数学推导,并具有通用性,易于编程实现.     

分体式组合丝锥的创新设计

介绍了一种设计新颖、结构简单、使用方便的分体式组合丝锥。刀具的切削部分由多块丝锥体组拼而成,适用于大螺距、大直径深孔内螺纹的加工,可有效增大容屑空间,降低切削力,减少丝锥损牙及折断现象。     

面向质量的大型复杂产品总体参数多主体协同设计ESTA-HoQ网络模型

考虑成功树分析(Success tree analysis, STA)所蕴含的事件成功的逻辑关系不够简洁,提出一类通用直观的拓展型成功树分析(Extended success tree analysis, ESTA),并基于ESTA逻辑设计质量屋(House of quality, HoQ)构建方法,进而搭建大型复杂产品总体参数设计拓展型成功树-质量屋(Extended success tree analysis-house of quality, ESTA-HoQ)网络框架;考虑产品设计面向质量,定义一类标准质量损失函数,并揭示大型复杂产品多主体协同设计的本质就是合作利益分配,在此基础上,以标准质量损失最小化为目标,根据不同逻辑门设计目标函数,并以设计参数自身约束、参数间关系约束以及多主体利益约束作为约束条件,构建基于ESTA-HoQ网络的大型复杂产品总体参数多主体协同设计多级递阶规划模型,并设计模型的求解算法;以固定翼飞机设计为例,详细阐述该思路和模型的可行性和有效性。     

TRIZ矛盾矩阵在Giant Cam产品概念设计中的应用

论文先简要的介绍了产品设计的一般步骤,然后介绍了传统的概念设计方法（试错法）,进而引出更加实用的产品创新设计理论——TRIZ理论。利用TRIZ理论对Cam和原有Cam产品进行了分析,对Giant Cam（巨型凸轮）产品进行了概念创新设计。最后设计出了Giant Cam产品的概念设计原型。     

基于Pro/E开发平台的产品形态创新设计系统

以Visual C 6.0为开发工具,运用基于组合原理的概念创新设计理论与方法,以Pro/E为开发平台,设计开发了产品形态创新设计系统.该系统可按照给定的组合条件完成多种基本形态的快速组合,进而获得多个产品造型方案,并可将选定的方案输入到3DS MAX中渲染,最终得到产品造型设计效果图.文章最后给出了应用实例.     

复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代量计算

以汽车发动机开发为例,基于设计结构矩阵对发动机开发过程进行了建模与分析;对产品开发过程中的结构特征描述,复杂产品的实体单元之间的依赖关系的管理,系统结构的模块化聚类,以及识别和优化设计迭代等方面进行了研究;对发动机开发任务进行了模块化聚类,并运用基于定量参数的分析变换模型计算了在发动机设计过程中各个任务所引起的依赖性设计迭代总量。实际开发项目应用表明,复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代计算能有效降低发动机产品开发决策中的复杂性。