基於TRIZ的機械產品創新設計與多學科仿真最佳化方法研究

《基於TRIZ的機械產品創新設計與多學科仿真最佳化方法研究》是依託杭州電子科技大學，由蘇少輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於TRIZ的機械產品創新設計與多學科仿真最佳化方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蘇少輝
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

產品創新主要有產品設計決定，設計又以創新為靈魂，產品創新本質上取決於產品設計階段的創新。本項目以產品的創新設計為研究對象，研究設計過程中的知識流動，以及如何通過知識流動支持產品的創新設計。以機械產品的創新設計過程為主線，對產品的概念設計、結構設計、多學科最佳化設計進行研究。在概念設計過程中引入TRIZ理論，快速生成設計方案；在此基礎上，進行產品的初步配置設計，並對配置設計結果進行同步仿真與最佳化，驗證設計方案與配置結果的可行性；進而通過設計知識流將概念設計、結構設計與多學科最佳化設計集成為一體，實現產品的同步創新設計。在理論研究的基礎上開發原型系統，並結合典型產品進行套用，驗證理論的可行性。希望通過本項目的研究，能夠解決機械產品創新設計中設計知識快速有效獲取，機械產品設計原理解與可行性方案快速生成，原理解與可行性方案的評價與最佳化等技術問題。

結題摘要

在大數據時代，對知識資源的掌控和運用能力已經成為企業的核心競爭力和產品創新的源泉，而知識的有效流動是創新的重要前提，是提升企業競爭力的主要途徑。產品創新主要有產品設計決定，設計又以創新為靈魂，產品創新本質上取決於產品設計階段的創新。本項目以產品的創新設計為研究對象，研究設計過程中的知識流動，以及如何通過知識流動支持產品的創新設計。 針對產品設計知識的特點，提出了產品知識的表示方法，從不同的層次角度上明確定義了知識之間的相互關係，構建了產品設計知識流模型。結合本體技術，提出了知識檢索模型。研究了產品設計過程中知識在不同階段之間的流動和演化，提出了促進知識流動的方法。通過設計知識流對知識的有效管理，提高了知識的利用率，進而提升設計效率。 針對用戶需求的模糊性和不確定性，提出了基於Kano/AHP模型的需求處理方法，在對需求和功能進行重定義的基礎上，提出了需求到功能轉換技術。根據功能和效應的特點，提出了基於效應的功能到結構的映射方法。對TRIZ理論中的矛盾矩陣進行了研究，提出了結合最終理想解和矛盾矩陣的產品設計方法。依據這些方法和理論可以快速得到機械產品概念設計方案，縮短創新設計周期。 基於Modelica語言，研究了多學科仿真最佳化。在Dymola軟體上開發參數化、模組化的大變形柔體組件庫。組件庫的開發，豐富和拓展了仿真模型庫。採用JAVA語言，結合WEB環境，開發了原型系統。以數控磨床、千斤頂等產品為對象，套用上述原型系統，實現機電產品創新設計，並對整個創新設計過程中的知識流進行有效的管理。通過套用研究，驗證了理論方法的可行性。