【摘要】：產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種基于知識(shí)和常識(shí)來解決需求的過程,創(chuàng)新設(shè)計(jì)是提高競(jìng)爭(zhēng)力的有力手段,仿生設(shè)計(jì)為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一條新的有效途徑,如何獲取有效生物知識(shí)并將其轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品方案成為設(shè)計(jì)的核心。同時(shí),產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),不僅取決于某一學(xué)科領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和方法,而且依賴于多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域之間的協(xié)同,處理好多學(xué)科的復(fù)雜耦合關(guān)系也是至關(guān)重要。針對(duì)這些問題,主要研究產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)與生物系統(tǒng)的建模方法、多生物原理多層次的協(xié)同集成創(chuàng)新、基于博弈的多學(xué)科柔性設(shè)計(jì)決策等內(nèi)容。首先,研究基于多層次的產(chǎn)品技術(shù)模型和生物模型,以有效表達(dá)產(chǎn)品信息和生物信息。在對(duì)市場(chǎng)需求和工程問題進(jìn)行分析時(shí),需對(duì)其分析整理,建立一種簡(jiǎn)潔且能說明產(chǎn)品內(nèi)部關(guān)系的模型。同樣,對(duì)生物系統(tǒng),要對(duì)得到的生物信息進(jìn)行整合和抽象,存儲(chǔ)于生物本體數(shù)據(jù)庫中,并依據(jù)分析的結(jié)果,提取有關(guān)信息向產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,獲取產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)的改進(jìn)方案。然后,研究?jī)蓚�(gè)系統(tǒng)之間的多層次協(xié)同映射的機(jī)制和方法,以及多生物原理的協(xié)同集成創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)多生物原型到產(chǎn)品技術(shù)多層次的轉(zhuǎn)換。面對(duì)復(fù)雜的工程問題,單一的生物原理不能很好的解決工程沖突,多個(gè)生物原理的協(xié)同集成創(chuàng)新提供新的思路。充分考慮多生物的協(xié)同效應(yīng),充分考系統(tǒng)各層次之間的交互,通過協(xié)同中間件模型實(shí)現(xiàn)多生物多層次的協(xié)同集成創(chuàng)新,為解決工程沖突提供多個(gè)思路,增加產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)方案的創(chuàng)新性和多樣性。接著,研究集成博弈論和柔性的產(chǎn)品多學(xué)科設(shè)計(jì)決策。綜合考慮各學(xué)科間的信息交互,采用混合博弈對(duì)各學(xué)科系統(tǒng)的耦合進(jìn)行分析和建模。提出利用經(jīng)驗(yàn)公式的基于博弈論的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,而針對(duì)沒有解析公式的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì),提出數(shù)值仿真分析的設(shè)計(jì)決策。提出基于概率論的柔性設(shè)計(jì)模型,用范圍解代替單點(diǎn)解對(duì)設(shè)計(jì)解進(jìn)行柔性表達(dá)。最后,結(jié)合前面的內(nèi)容,給出基于仿生的產(chǎn)品協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,并以汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)及優(yōu)化進(jìn)行說明。
【圖文】：

福州大學(xué)碩士學(xué)位論文可以選擇不同的行為和運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)相同的行為或運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可式的物理載體和機(jī)構(gòu)。例如，要實(shí)現(xiàn)齒輪加工的功能需求，可以選成原理、注塑成型原理、壓力成型原理等；實(shí)現(xiàn)仿形原理的行為削運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、分度運(yùn)動(dòng)等。實(shí)現(xiàn)范成原理的行為運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同的方案：采用齒條插刀與輪坯的范成運(yùn)動(dòng)、齒條刀具上下往具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)等，這樣得到的是插齒運(yùn)動(dòng)方案；采用滾刀與輪坯削運(yùn)動(dòng)和范成運(yùn)動(dòng)合為一體）、滾刀沿輪坯軸線方向的移動(dòng)，得方案。究竟選用哪些物理載體，需要綜合考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性、械效率、外形尺寸等因素。由此可見，各個(gè)層次間可能存在著一對(duì)多對(duì)一、多對(duì)多的關(guān)系。抽象各層次的映射單元列舉如圖２－２。逡逑

￣｜逡逑圖２－３技術(shù)功能－原理對(duì)應(yīng)關(guān)系逡逑２．邋２生物系統(tǒng)的建模分析逡逑２．邋２．邋１生物數(shù)據(jù)庫的建立逡逑生物體是一個(gè)復(fù)雜的生命系統(tǒng)。生物通過兩個(gè)或兩個(gè)以上不同部分的協(xié)同作逡逑用有效地實(shí)現(xiàn)其自身的功能，生物的這種耦合或協(xié)同現(xiàn)象，，是自然選擇賦予的生逡逑存能力每一種生物都有最合適自己的生存環(huán)境，特定的生物結(jié)構(gòu)與功能，逡逑使其總是適合于在獨(dú)特的環(huán)境條件下生存和發(fā)展。許多生物具有獨(dú)特的功能結(jié)構(gòu)，逡逑它們以完美的耦合形式存在于自然界中［６９］。生物復(fù)雜的耦合關(guān)系造就了獨(dú)特的生逡逑物，弄清楚這些耦合關(guān)系，就能夠明白生物成型的機(jī)理，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就可以有借逡逑鑒之處。逡逑類似產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)建模，提出功能一策略一動(dòng)作一結(jié)構(gòu)逡逑（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ－Ｔａｃｔｉｃｓ－Ａｃｔｉｏｎ－Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＦＴＡＳ）的生物系統(tǒng)模型如圖邋２－４，模型中包逡逑含生物系統(tǒng)的功能、策略、動(dòng)作、結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系。逡逑外界環(huán)境、ｐ功能庫＾｜邐策略庫（動(dòng)作庫ｇ結(jié)構(gòu)庫ｊ逡逑１／邐功能邐原理邐動(dòng)作邐結(jié)構(gòu)逡逑備—Ｉ邋—邐‘邐—邋Ｉ邋］逡逑＜子功能ｊ邋Ｉ子原理ｊ邋ｋ子動(dòng)作ｊ邐子結(jié)構(gòu)＾逡逑＾ｃｚ＿邐逡逑圖２－４生物系統(tǒng)ＦＴＡＳ建模逡逑同一生物體存在一種或多種功能，通過耦元的耦合和協(xié)同形成一定的功能基逡逑礎(chǔ)。生物功能
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB472

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本文編號(hào)：2597787