產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及其集成平臺(tái)構(gòu)建研究.pdf

1、制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的重要支柱。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著客戶對(duì)產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化需求的日益增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的制造企業(yè)紛紛致力于通過(guò)提高產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、學(xué)習(xí)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論、應(yīng)用產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)工具來(lái)提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。為此，如何提高快速響應(yīng)市場(chǎng)的、滿足客戶需求的、智能化的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，壓縮產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造成本成為企業(yè)追求的目標(biāo)。本文針對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)集成應(yīng)用平臺(tái)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(jì)的產(chǎn)品客戶需求分析模型，給出了客戶需求的特點(diǎn)，總結(jié)了客戶需求獲取的方法，結(jié)合產(chǎn)品屬性特征實(shí)現(xiàn)客戶需求的分類，通過(guò)語(yǔ)義分解、語(yǔ)義轉(zhuǎn)換、需求合并與擴(kuò)展補(bǔ)充實(shí)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(jí)表達(dá)模型;提出了基于加性一致模糊互補(bǔ)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(jì)算模型，以數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵零部件的客戶需求重要度計(jì)算為

3、例進(jìn)行了驗(yàn)證;對(duì)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(jì)過(guò)程中的創(chuàng)意產(chǎn)生，提出了創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(yǔ)分析與鏈接標(biāo)記法的創(chuàng)意生成認(rèn)知試驗(yàn)研究方法，介紹了試驗(yàn)方法的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方

4、法，進(jìn)行了試驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)，利用口語(yǔ)分析和鏈接標(biāo)記法對(duì)創(chuàng)意生成方法進(jìn)行分析與計(jì)算，通過(guò)熵值散點(diǎn)擬合繪制不同熵值變化趨勢(shì)曲線并進(jìn)行分析，檢驗(yàn)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(jì)模型，給出了混合智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程。以數(shù)控機(jī)床主軸部件為例構(gòu)建實(shí)例特征屬性索引，應(yīng)用最近鄰改進(jìn)算法進(jìn)行實(shí)例相似度計(jì)算，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)實(shí)例進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)例的推理機(jī)設(shè)計(jì);建立了基于遺傳算法的數(shù)控機(jī)床主軸部件優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)

5、模型，并以沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)CK40-750型機(jī)床主軸部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)為例進(jìn)行驗(yàn)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(tái)詳細(xì)介紹了基于主模型的參數(shù)化變型設(shè)計(jì)流程;開(kāi)展了數(shù)控機(jī)床主軸部件知識(shí)獲取方式的研究，對(duì)主軸部件知識(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床主軸部件知識(shí)表達(dá)。
　　(4)對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)集成平臺(tái)概念進(jìn)行定義，給出了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的組織實(shí)施模型，應(yīng)用UML建模方法構(gòu)建產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程模型。以Teamc

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