摘要：针对分布式资源环境下仿生学与创新方法集成应用于产品创新设计问题,提出一种基于抽取式问答(Extractive question answering,EQA)和公理化设计(Axiomatic design,AD)的产品仿生创新方法。首先,构建基于知识挖掘的生物文本及工程设计信息数据库,实现生物及工程数据的处理与储存。其次,构建基于EQA的问答系统并提出一种生物参数获取方法,从设计功能的角度匹配合适的生物参数。然后,以融合EQA和AD的产品仿生创新设计流程为基础,实现从用户需求到设计方案的转换,获得可行的产品设计方案。最后,开发了相应的仿生创新设计辅助软件系统,辅助设计者进行产品创新设计,并以紫外线消毒车设计为例,验证了所提出的产品仿生创新设计方法的可行性与有效性。

摘要：基于荧光内窥镜的实际应用确定陷波滤光片的技术指标,以光学薄膜理论为基础设计陷波滤光片结构,采用Essential Macleod软件辅助进行膜系设计,分析膜层敏感度,选择合适镀膜设备、工艺控制方法制备陷波滤光片。制备的滤光片通带透射率均值达到97%以上,截止背景达到OD6以上,透射波前畸变低于λ/4@632.8 nm,满足医疗健康微创精准手术的应用需求。

摘要：为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著(P<0.01),并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2~0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下:面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m^(2)。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。

摘要：在生成新产品概念设计方案的过程中,企业常缺乏辅助新产品功能描述、分解及创新的设计知识,且存在功能实现技术检索结果可用性不高、难以有效转化为概念设计方案技术特征的问题。为此,提出一种专利数据辅助的新产品概念设计方案生成方法。首先,使用文本相似度算法,检索国际专利分类表中与设计任务相关的分类号文本,辅助描述新产品的主功能。其次,引入C-K理论将下级分类号释义视为K空间中的元素,新产品子功能视为C空间中的元素,通过元素间转化辅助完成主功能分解。再次,结合专利技术成熟度分析和功能创新策略,确定新产品的功能创新方向,并依据共现分类号释义预测新产品的集成功能,辅助实现新产品的功能创新。接着,应用专利文献跨域特征分析模型,引入技术领域融合度的概念,量化专利技术的知识广度和流动性,辅助优选功能实现技术,并利用语义解析技术自动提取专利独立权利要求中的技术特征,辅助生成新产品概念设计方案。最后,将该方法应用于重型汽车底盘预装设备领域的新产品开发,证明了方法的有效性。

摘要：为有效解决老年用品可用性设计中的冲突问题,将可用性与冲突解决理论融合,提出一种老年用品可用性设计方法。由于传统TRIZ参数对老年用品的不适用和模糊性,在老年用品的可用性设计中难以获得解决方案。从老年用品的可用性设计冲突入手,将TRIZ的工程参数筛选出老年可用性设计领域的26个专属可用性参数,采用灰色关联分析法对参数进行可用性分类,从感知层、认知层和执行层进行冲突矩阵的重构;建立了基于冲突解决理论的老年用品可用性设计过程模型,并应用于老年药盒的可用性设计实例。结果表明:文中方法能系统化地解决老年用品可用性设计中的冲突问题,使老年用品可用性设计方法和TRIZ的应用领域得到进一步拓展。

摘要：可专利性设计是实施专利布局的基础,在设计期间引入专利性设计约束的事前研究领域较为欠缺。文中确定了专利知识表征方式并建立了概念-关系-实体(Concept-Relationship-Entity,CRE)可专利性方案构成模型;基于专利知识和专利三性(实用性、新颖性及创造性)的专利性设计约束进行了构建过程及设计决策路径研究,并构建了可专利性设计过程模型。以沼气制备装置为例,验证了可专利性设计方法的可行性。试验结果表明:在设计过程中引入专利性设计约束避免了事后评估所造成的时间和经济损失,为产品可专利性设计提供了新路径。

摘要：在新一代信息技术与高端制造产业加速融合渗透的背景下,文中针对半导体车间订单动态到达、车间生产信息透明度低的问题,提出了一种基于数字孪生仿真的半导体可重入混合流水车间联合调度方法。首先,设计了一种基于AnyLogic的数字孪生仿真架构,并在此基础上构建了高保真数字孪生仿真模型,对多源异构数据虚实交互、多维多尺度孪生模型运行机理进行了深入探讨;其次,综合考虑最大完工时间、碳排放量和AGV利用率建立联合调度模型,提出了一种结合数字孪生的ENSGA-Ⅱ算法进行求解,并将其嵌入AnyLogic孪生模型实现实时调度;最后,基于差异化场景和半导体车间任务实例,验证了所提方法的有效性。

摘要：秸秆综合利用是推进农业和农村绿色发展的重要举措之一,其对落实乡村振兴战略有重要意义,而配套装备的创新设计与研制是实现秸秆规模化和高值化利用的基础保障。TRIZ(Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch)理论是促进自主创新能力的有效工具,该文概述TRIZ理论体系的应用方法及其在秸秆打捆、粉碎和成型装置与一体机研发方面的实践,梳理其存在的问题和创新关键,旨为秸秆综合利用装备的全面升级改进提供参考。

摘要：城市轨道交通线网全线站台门数量多,按站点离散分布,安装施工任务重,管理难度大。文章研究了城市轨道交通线网站台门施工智能管控技术,包括采用图像识别技术对施工安全进行智能管控,采用虚拟安装技术对施工全过程进行质量和进度管控,提出改进蚁群算法对传统站台门门体结构安装工艺流程进行重新规划,有效提升施工效率与质量,减少安装损耗,为智慧城轨的发展提供解决方案。

摘要：因四旋翼无人机(QUAV)采用的是一种欠驱动、非线性的控制系统,飞行过程中极易受到外部因素干扰,对姿态控制带来了巨大的挑战。基于此构建了一种基于双闭环模糊PID控制算法的四旋翼无人机姿态控制方法。首先建立了四旋翼无人机飞控系统位置模型和姿态模型,其次在PID控制的基础上设计了双闭环模糊PID控制器,最后进行Simulink仿真验证其可行性。结果表明,新设计的姿态控制系统具有较好的快速性、稳定性和鲁棒性,为四旋翼无人机姿态控制提供了一种很好的研究思路。