機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的理論、方法、技術(shù)及其應用的研究

構(gòu)建在分布式智力資源環(huán)境中，機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計理論、方法和技術(shù)的初步框架結(jié)構(gòu)和體系，提出機電產(chǎn)品功能、原理和結(jié)構(gòu)布局創(chuàng)新設(shè)計的建模、求解和評價的方法和技術(shù)，及其集成化、智能化和協(xié)同處理的策略。建立功能、作用原理和結(jié)構(gòu)布局方案解的復合模型和相應的設(shè)計智力資源系統(tǒng)的構(gòu)建策略。制定接軌世界、適合國清、具有分布式設(shè)計智力資源和異地協(xié)同設(shè)計特征的計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計平臺的總體解決方案。在此基礎(chǔ)上，研制成具有國內(nèi)

本項目圍繞生物激勵設(shè)計中的三個科學問題：創(chuàng)新源泉問題、雙向類推問題和創(chuàng)新機制問題，研究了生物激勵設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)：生物領(lǐng)域功能知識建模、生物領(lǐng)域-工程領(lǐng)域的知識類推、生物激勵設(shè)計的創(chuàng)新機制。并在此基礎(chǔ)上，提出了生物領(lǐng)域知識激勵的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法。 理論研究方面，一、針對生物激勵設(shè)計的創(chuàng)新源泉問題，研究了生物領(lǐng)域的功能知識建模方法，包括：生物領(lǐng)域的功能知識元建模方法、生物領(lǐng)域的知識元耦合建模方法和生物領(lǐng)域與工程領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)建模方法，從而實現(xiàn)了生物領(lǐng)域與工程領(lǐng)域的一致性知識建模；二、針對生物激勵設(shè)計的雙向類推問題，研究了問題/解/混合驅(qū)動的生物-工程領(lǐng)域的知識類推方法，包括：解驅(qū)動的生物-工程領(lǐng)域的知識類推方法、問題驅(qū)動的生物-工程領(lǐng)域的知識類推方法和解/問題混合驅(qū)動的生物-工程領(lǐng)域的知識類推方法，實現(xiàn)了生物領(lǐng)域與工程領(lǐng)域之間的雙向類推；三、針對生物激勵設(shè)計的創(chuàng)新機制問題，研究了三種不同驅(qū)動模式下生物激勵創(chuàng)新機制，包括：解驅(qū)動模式下基于知識融合的創(chuàng)新、問題驅(qū)動模式下基于Bio-TRIZ的創(chuàng)新和解/問題驅(qū)動模式下基于螺旋的創(chuàng)新，實現(xiàn)了生物激勵的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。 應用驗證方面，根據(jù)理論研究成果，開發(fā)了生物激勵設(shè)計原型系統(tǒng)，并把理論方法在制冷領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、航天領(lǐng)域和生機電領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)中，協(xié)助企業(yè)設(shè)計了新型冷卻管網(wǎng)散熱器裝置、新型汽車被動安全裝置、新型發(fā)動機試驗臺通斷裝置和新型人工視覺假體視覺采集裝置。 本項目相關(guān)研究成果包括發(fā)表國際期刊SCI論文17篇、EI論文7篇，國際會議論文4篇，授權(quán)發(fā)明專利5項，申請發(fā)明專利7項，獲得軟件著作權(quán)7項，培養(yǎng)博士生5名，碩士生3名，并參加了ASME、IEEE、ICED、ICDC等工程設(shè)計領(lǐng)域國際知名會議，進行了學術(shù)交流。本項目的研究初步實現(xiàn)了生物激勵的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，對于構(gòu)建生物激勵設(shè)計理論，提高工程領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，具有重要的理論研究價值和實際意義。 2100433B

本項目擬開展真空微波萃?。╒MAE）技術(shù)及其應用的研究，通過設(shè)計組裝一臺真空微波萃取裝置，研究VMAE技術(shù)應用的理論基礎(chǔ)，探索VMAE的萃取機理，開拓其在分析化學樣品預處理、食品及植物中熱敏性物質(zhì)提取分離上的應用。.VMAE技術(shù)是微波技術(shù)和真空技術(shù)有機的結(jié)合，它兼?zhèn)淞宋⒉訜峥臁⒕鶆蚣罢婵諚l件下低溫萃取的優(yōu)點，特別適合于熱敏性物質(zhì)的提取分離，在有機分析樣品預處理、食品及植物功能成分提取方面將有廣泛的應用前景，研究成果有望推廣應用到中草藥的現(xiàn)代化生產(chǎn)。經(jīng)文獻檢索，目前在國內(nèi)外尚未見有關(guān)于VMAE技術(shù)的有關(guān)研究報道，因此開展這一研究具有創(chuàng)新性。 2100433B

大自然是人類創(chuàng)新的源泉，生物激勵設(shè)計（Biologically inspired design）可有效實現(xiàn)基于生物知識的工程領(lǐng)域的創(chuàng)新。本項目圍繞生物激勵設(shè)計中的三個科學問題：創(chuàng)新源泉問題、雙向類推問題和創(chuàng)新機制問題，提出生物領(lǐng)域知識激勵的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法。研究生物領(lǐng)域功能知識元建模及耦合建模、生物與工程領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)建模方法；研究解驅(qū)動、問題驅(qū)動和混合驅(qū)動的生物領(lǐng)域-工程領(lǐng)域的類推方法；研究基于知識融合方法、Bio-TRIZ方法、設(shè)計螺旋方法的解驅(qū)動、問題驅(qū)動和混合驅(qū)動的生物激勵設(shè)計的創(chuàng)新機制。建立具有典型范例的生物領(lǐng)域知識元模型庫，開發(fā)生物激勵設(shè)計軟件系統(tǒng)工具集，以人造肌肉（解驅(qū)動）、汽車被動安全裝置和航天**裝置（問題驅(qū)動）、視覺假體和肌電假肢（混合驅(qū)動）三類典型產(chǎn)品設(shè)計為對象進行應用驗證。本項目的實施，對于構(gòu)建生物激勵設(shè)計理論，提高工程領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力具有重要的理論與現(xiàn)實意義。