机械产品消化吸收再创新设计理论与方法研究

发布时间：2020-10-11 02:54

　　 我国现在正经历从“中国制造”向“中国创造”的重要转变时期，自主创新成为这个时期最重要的推动力。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》将引进消化吸收再创新作为自主创新的重要组成部分。引进消化吸收再创新不仅可以弥补我国现阶段知识积累不足、科技水平相对较弱的劣势，还可以通过向科技发达国家学习提升我们的再创新能力。但是我国目前对引进的技术消化吸收效果明显不佳，再创新乏力，引进的技术没有发挥应有的作用。为了改变当前的不利局面，本文以机械产品及其零部件的结构-功能-知识为研究对象，探索提升消化吸收再创新效果的相关理论和方法。 本文首先对我国技术引进消化吸收再创新的现状及存在的问题做了一个较为全面地总结，并对国内外的相关研究进行了详细阐述。在此基础上提出了本文需要解决的问题和主要研究内容。 为了对引进的技术进行全面地消化吸收，本文提出了功能本体理论和基于功能本体理论的S-F-K建模方法。从结构(Structure)、功能(Function)、知识(Knowledge)等三个方面对引进的产品进行研究，从而提升消化吸收的效果。S-F-K模型由结构模型、功能模型、知识模型三个部分组成：结构模型将产品的结构信息和数据集合在一起，用于理解产品是什么(What)；功能模型是对产品及其零部件进行功能定义，用于理解产品怎样完成任务(How)，功能模型的表达主要基于功能本体来实现；知识模型将产品设计过程中运用的原理、经验等汇集在一起，用于理解产品的设计原因或设计依据(Why)。由S-F-K模型可以还原或挖掘原设计者的设计意图，并将产品中的隐性知识显式化。 在消化吸收的基础上对产品原型进行再创新是提升竞争力的一种有效途径，为了保证再创新的有效性本文提出确定产品未来发展状态的趋势理论及基于趋势理论的再创新点获取方法，用于确定再创新方向。通过对影响产品发展趋势的四个影响因素：顾客需求、市场竞争、技术发展、自然规律的研究，确定产品的未来发展方向，并通过有效的决策方法最终获取符合产品发展趋势的再创新点。 消化吸收再创新一般情况下是在原有产品的基础上进行的再创新。为了实现知识传承和再创新，本文提出了仿生物进化的再创新设计方法。借鉴生物基因遗传与变异的进化机理，建立了产品功能基因组的替换、增加、减少、同源重组、非同源重组等五种再创新实现模型，并在这五种再创新实现模型的基础上获取具体的再创新设计方案。 为了实现对产品及其零部件的功能本体定义，本文在功能本体理论的基础上创建了功能体描述本体、功能基描述本体和宏功能描述本体。并通过软件开发工具将以上研究内容集成在一起开发了计算机辅助消化吸收再创新设计平台，为实际应用提供了一个可操作平台，增强了理论研究的实用性。 最后结合企业实际需求，本文将研究成果运用于“大型压力机电子伺服三坐标多工位送料系统”的引进消化吸收再创新设计。通过消化吸收、确定再创新方向、再创新设计实现等过程在引进产品的基础上进行了再创新，并获取了整体再创新设计方案，通过运动仿真、受力分析、试制样机，验证了再创新设计方案的有效性，同时也验证了本文所提出的理论与方法。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2012
【中图分类】：TH122
【部分图文】：

图 1.1 TRIZ 理论创新体系国柏林工业大学 Pahl&B论为基础，制定了设计的点：将设计视为一个由多各个要素之间又被按照一完成预期的设计目标或任演变的过程，其中每一个结果。设计过程主要由：成。l Design Theory )中心吉川弘之及其团队自用设计理论[46]。他们认为计过程进行形式化的表达

图 1.2 功能、结构、知识之间的关系知识都服务于功能，产品功能是产品存在的意产品是为了购买产品的功能，通过产品的功能满知识的效果；：知识是设计原理、经验的集合，是进行结构

案从而实现全面消化吸收所引进的技术，这是本文研究需要解决的主要问题之四。（2）研究的主要内容为了解决以上四个问题，本文研究的主要内容将按照图1.3所示五个部分逐步开展：图 1.3 本文的研究方法1. 在充分研究已有的与功能相关的研究资料的前提下通过与企业设计人员进行交流，与他们在功能的表达方法和概念上达成统一的意见，并在他们的协助下定义具体的功能表达词汇
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 叶朝辉,吕林源;多工位压力机送料系统[J];锻压机械;2000年06期

2 李振石;黄尧坤;阮卫平;;数控多工位压力机开发探讨[J];锻压装备与制造技术;2008年05期

3 朱仁淼;唐敦兵;仲太生;季雪冬;徐荣华;;基于功能Ontology的二次创新设计方法研究[J];锻压装备与制造技术;2011年03期

4 黄旗明,潘云鹤;产品设计中技术创新的思维过程模型研究[J];工程设计;2000年02期

5 沈敏德，冯培恩，宋烨;基于力学效应的机械传动原理设计知识库的结构研究[J];工程设计;1999年02期

6 李盾;;自主创新战略下我国技术对外依存度的现状、成因及对策[J];国际贸易问题;2009年09期

7 肖顺;;浅谈提高自主创新能力[J];贵州社会主义学院学报;2006年01期

8 程恩富;尹栾玉;;加快转变对外经济发展方式须实现“五个控制和提升”[J];经济学动态;2009年04期

9 孙冰;成思危;马颂德;周寰;;摆脱“技术黑洞”的唯一出路——自主创新[J];中国经济周刊;2006年21期

10 孙守迁,包恩伟,潘云鹤;基于组合原理的概念创新设计[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年03期

相关博士学位论文 前3条

1 张太华;机电产品知识模块本体的集成及应用研究[D];浙江大学;2009年

2 侯鑫;基于本体的设计重用技术研究及其在CAFD中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 陈旭玲;机电产品技术演化与升级创新的概念设计研究[D];南京航空航天大学;2011年

本文编号：2835948