为了促进信息化、工业化和城镇化三化融合发展,提出＂互联网＋＂城市生产模式。通过分析城市生产的特点指出需要重点研究的领域;构建了＂互联网＋＂城市生产的体系结构,揭示了＂互联网＋＂城市生产的内涵;分析了主要的先进制造技术及其对城市生产的影响,总结了大规模个性化定制生产、绿色性实时动态反馈和方案绿色性优化技术、集成客户订单的生产组织自优化技术、基于云端的实时生产流程模拟和基于云端虚实结合的景观化工厂设施规划是＂互联网＋＂城市生产的主要关键技术;指出集成互联网、物联网、信息物理系统等的＂互联网＋＂平台是基础,建立了基于云服务的＂互联网＋＂城市生产服务平台的概念模型,并结合城市生产系统中的人力资源服务,分析了平台运行的3个基本问题;最后给出一个德国的研究案例。所做研究可为深入开展＂...

针对草莓形状不规则、组织娇嫩,容易受机械损伤,难以实现高效低损的机械化采摘作业的问题,提出一种刚柔混联的机械手结构。为了建立柔顺伪刚体模型,将柔顺构件等效为具有欠驱动关节的多刚体串联系统;采用影响系数法建立柔顺构件等效多刚体系统的动力学模型,对机械手柔性构件的动力学特性进行仿真分析与样机试验研究。仿真和试验结果表明,采用力反馈的刚柔混联机构具有良好的包络性、可控性、平稳性及速度特性,适合于草莓的柔顺抓取控制,该成果可为草莓等果蔬无损采摘机械手的设计及优化提供借鉴和参考。

为了解决数字光处理三维打印制件去除支撑后表面质量受损问题，根据材料固化特性提出支撑强度差异可控的工艺优化方法。建立了制件固化强度与曝光时间之间的数学模型，并通过力学试验进行了拟合及参数因子修正。在三维打印制造过程中通过软件控制系统对零件模型和支撑模型设置不同的曝光时间，实现强度差异可控，从而降低了支撑去除对零件表面的损伤。试验结果表明，采用所提方法去除支撑后零件的表面质量有所提高，且支撑去除效率提高近40%，为提高数字光处理三维打印制件表面质量和精度提供了新的思路。

为了解决传统感性工学主观性过强、实时性差、数据少等问题,提出一种产品在线评论数据驱动的感性工学方法。以某电子商务平台智能手机在线评论为数据源,提出词频与评估、强度、活动3个维度相结合的TFEPA方法,并使用该方法提取在线评论中的感性词;为获得更合理的感性评价,采用面向在线评论的词聚类结合程度副词的方法计算感性评价值,再从认知心理学的角度,结合产品属性参数与用户感性意象,构建了基于BP神经网络的非线性映射模型,用于模拟用户心理评估机制。最后,评估了模型的泛化能力,验证了所提方法的可行性与有效性。

针对数控机床质量定量评价困难的问题,提出一种基于用户期望符合度函数的数控机床质量评价方法。该模型以数控机床的质量特性为基础建立质量评价体系,引入用户期望分布描述产品质量的具体意义,并利用马氏距离计算用户期望分布与产品实际质量特性分布的差异,建立了相应的质量损失函数。根据该质量损失函数,分别计算各质量特性的质量损失,得到相应的用户期望符合度向量,判断当前产品各质量特性参数对用户群体期望的满足情况。在此基础上,计算各质量提升措施的效用费用比,指导开展相应的质量提升工作。实例表明,该方法符合工程实际,且具有较强的实用价值。

针对表面喷涂技术的涂层均匀性问题，在椭圆双β模型的基础上，运用微分投影法，建立了一个考虑喷涂距离的立体涂层累积速率模型，并提出一种双层喷涂自动轨迹规划方法。该方法以第一层喷涂的重叠宽度，喷涂速度和第二层喷涂的喷涂距离、喷涂速度为变量，以喷涂后各点厚度值与理想值的方差为目标函数进行优化，并采用遗传算法进行求解。通过在平面以及圆柱面上的仿真分析，证明了双层喷涂相比于单层喷涂在喷涂均匀性上的提升。通过喷涂实验，验证了该方法的可行性和有效性。

针对多部件系统中各部件维修优先级不同的情况,提出了基于寿命分布的非集中式维修策略。采用异构多部件系统的竞争式维修模式,在已知部件寿命分布的情况下,建立了一种(m,N)维修模型。建模过程中充分考虑部件维修优先级的不同,对高维修优先级部件,采用修复性维修和预防性维修;对低维修优先级部件,采用成组维修。以全周期的最低维修费率为目标,通过计算不同部件的失效次序统计量,对参数进行优化,进而得到最优维修策略。通过数值算例验证了维修策略的有效性,并对参数敏感度进行了分析。

变型设计过程中,设计变更传播雪崩式效应带来设计资源过度消耗,使得设计变更传播风险预测成为变型设计中的关键问题之一。由此提出一种基于小世界网络的设计变更传播风险预测方法。该方法探讨产品开发网络固有特性对设计变更传播风险控制的影响规律,分析产品开发网络中设计变更传播扩散、设计节点依赖性以及设计变更传播强度,进而阐述了设计变更传播最大风险优化机理。通过实例验证了所提方法的可行性,结果表明,该方法能有效预测设计变更传播的脆弱环节,提高变型设计的效率。

为了在产品设计中考虑低碳性以减缓与控制碳排放,推动生态工业可持续发展,针对近年来国内外发表的研究成果,以碳排放减量化为设计目标,从产品概念设计阶段低碳设计方法、结构设计阶段适用的低碳设计方法、低碳优化设计方法、低碳设计知识库及工具研究4方面对当前热点问题进行了综述。在对产品低碳设计方法研究的基础上,从复杂产品低碳设计建模、生命周期场景下的设计优化、数据与知识驱动下的低碳设计平台开发等角度,总结提出三大研究难点与关注方向。

针对产品化创新过程中技术冲突的复杂性与分类模糊问题,提出一种冲突问题粒度分类与可拓协调方法。该方法通过多种技术需求的基元集成运算,明确技术创新设计意图;结合粒化方法,建立了冲突问题剥离与传导机理,构建了冲突问题的多层次粒化模型;应用公理化设计理论,建立了最细粒度冲突问题的结构化映射模型,并作为问题协调的考核指标;在此基础上,建立了多粒度层次的冲突问题协调技术创新流程,设定关键的变换步长与传导效应动态调控机制,给出技术创新产品化方案。以敞开式质谱离子源产品化创新及其样品检测应用为例,验证了该方法的有效性与可行性。