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：为降低裁剪过程中主观影响元件裁剪顺序的程度,减少裁剪后寻找替代资源的随机性,通过建立待改进产品的功能模型,确定产生负面作用的负面元件,引入可拓学中的优度评价方法计算负面元件的裁剪顺序。根据裁剪规则定义,对替代资源的来源进行分类,并根据分类求解方案。若替代资源来自现有系统内部,则分配有用功能,将寻找替代解的过程转化为矛盾问题求解过程;若替代资源来自现有系统外部,则利用发散分析、可拓变换等工具寻找替代解。将可拓学中的优度评价、发散分析、矛盾问题求解方法融合到裁剪方法中,增强了裁剪元件选择的客观性,为寻找替代资源提供了方向。以剥线机为例对产品进行改进,验证了所提方法的有效性,为可拓学与裁剪方法结合提供了新思路。

摘要：传统方法对工作相关肌肉骨骼疾病风险评估的输入变量变化敏感性较低,导致风险评估输出结果的精确性和可靠性不足。为更加准确地进行人因工程风险评估,提出了基于自适应神经模糊推理系统的快速上肢评估方法(RULA)。首先,基于卷积神经网络对视频中人体工作姿势的关键点进行检测及识别,并计算关节角度;其次,基于自适应神经模糊推理系统对快速上肢评估方法进行改进,搭建工作相关肌肉骨骼疾病风险评估架构以解决评估不同姿势时获得相同评分的问题;再次,随机选取不同工作姿势的关节角度数据对网络进行训练和检测,调整基于自适应神经模糊推理系统和快速上肢评估方法的工作相关肌肉骨骼疾病风险预测模型的最佳参数;最后,选取关节角度数据集里的前15个工作姿势进行相关性验证,将结果与原始快速上肢评估方法的结果进行比较,应用树枝修剪工具的操作过程进行案例分析以实现风险得分的实时动态评估。结果表明,优化后的快速上肢评估方法比原始方法更敏感,验证了利用自适应神经模糊推理系统能够有效改进快速上肢评估方法并实时预测风险得分。

摘要：受益于增材制造技术的发展,多孔结构、拓扑优化结构、生物仿生结构等具有高度复杂度结构的制造难度得以降低,促进了高度复杂结构的研究进展。点阵结构作为一种典型多孔结构,性能优异和可设计性好,其研究成果已应用于航空航天、生物医疗、汽车制造等诸多领域。其中非均匀点阵结构相较于均匀点阵结构,更能发挥出结构和材料的潜能,因此更具有实际应用价值。本文对非均匀点阵结构的设计方法和制造方式的研究现状和发展动向进行梳理,对非均匀点阵结构进行了详细地综述,指出当前研究存在的挑战,并展望了点阵结构今后的研究方向。

摘要：裁剪作为TRIZ中提高理想化程度的创新方法,目前已经应用在产品创新设计领域,可有效解决产品创新问题。为更好地进行裁剪方法研究,对国内外主要的相关文献进行研究和分析,系统梳理了裁剪相关概念及主要研究内容。首先,介绍裁剪定义、裁剪流程等相关概念;其次,基于国内外相关文献关键词共现图谱,结合文献具体内容,总结出现有裁剪研究主要集中在:对裁剪组件选择,确定裁剪组件后搜索资源进行有用功能分配、裁剪流程优化、裁剪方法的软件实现以及裁剪方法的应用;最后,提出现有裁剪方法存在的问题与不足,为未来进行裁剪方法研究和应用提供参考。

摘要：增材制造以其全数字化加工方式可为数字孪生模型提供可靠的数据支撑;数字孪生有助于增材制造在设计、制造、服务等过程中充分发挥其不同于传统制造的优势,二者的结合在工业制造领域受到广泛关注。以总结数字孪生在增材制造中的实施方法为目的,介绍了数字孪生的概念和发展历程,分析了增材制造中实施数字孪生的关键技术;基于数字孪生对于增材制造全生命周期过程的应用潜力,从设计、制造、质量检测以及服务4个阶段阐述了国内外相关研究的方法和侧重点。展望了粘结剂喷射工艺中实施数字孪生的挑战,并提出了针对其的一种数字孪生技术路线。最后总结了增材制造中实现数字孪生存在的难题以及未来的发展方向。

摘要：针对声子晶体拓扑优化设计时能带结构和灵敏度计算效率低的缺陷,构造了一种Cell-based光滑有限元法模型(CS-FEM),并结合双向渐进结构优化法(BESO)实现了声子晶体的带隙最大化设计。基于四边形单元构造光滑子域,将梯度光滑技术与Bloch定理结合,构建了声子晶体能带结构计算的CS-FEM数值模型,并将其用于正问题的仿真模拟。在渐进优化准则下,通过BESO算法完成了声子晶体的优化设计。数值算例表明:CS-FEM能够适当软化离散系统的刚度,提供更加准确、高效的能带结构仿真结果;基于CS-FEM进行正问题的计算,在优化设计中得到了最优的拓扑构型,并有效地提高了优化效率,对于实现声子晶体的高效设计具有重要的参考价值。

摘要：针对专利规避设计功能分析路径单一,规避设计求解过程受限问题,提出一种基于多层功能认知与情景分析的专利规避设计方法。根据多层功能形式以及功能涵盖的系统范围不同,与产品情景设计思想相结合进行专利规避设计。首先通过提取目标专利情境信息元素,以多层功能系统为关键情景行为阶段,构建技术系统功能情景行为过程;其次以产品技术系统生命周期为依据,分析技术系统情景变换类型与变换元素,确定新情景技术系统需求功能;最后以需求功能为目标,以多层功能概念为基准,应用类比设计思维进行功能求解,完成专利规避设计过程;以平衡车产品专利为例验证方法的可行性。

摘要：为了避免具有突破性潜力的创新设想在企业常规评价环节被扼杀,提高突破性创新产生的可能性,提出一种在概念设计阶段进行突破性设想识别的定量评价方法。综合文献分析,根据产品自身变化程度构建面向概念设计阶段的突破性创新潜在特征因素集;通过创新产品案例与主流产品的差异性比较,进行潜在特征因素二元量化表征,并基于量化结果进行相关性分析确定有效特征因素及权重;最后,基于创新设想与突破性创新案例数据的相似度匹配,构建突破性设想识别模型,并开发了相应计算机辅助识别系统。通过系列案例验证了识别方法的可行性与有效性。

摘要：任何高价值创新产品的出现都将引来竞争者的关注和模仿,为了充分发挥创新产品的获利能力,企业需要围绕该产品进行有效的专利布局。为了提高专利布局的质量,在研究4种专利组合模式的设计实现原理和过程的基础上,结合企业市场地位和产业技术水平分析,提出基于专利组合模式的布局设计方法。首先依据KANO模型对用户需求进行分类,并在客户满意度调查基础上确定该产品的产业技术水平;然后依据企业的技术现状和目标任务确定其市场地位,从而选择合适的专利组合模式;最后依据不同专利组合模式设计实现过程,完成布局设计。所提方法可以为处于不同市场地位和产业技术水平的企业进行专利布局提供理论依据和方法指导。以中药发药机为例,验证产品的布局设计过程。