【文章內(nèi)容簡介】 tecture）架構的工作流管理技術，構建復雜產(chǎn)品創(chuàng)新概念設計流程管理平臺，內(nèi)容包括：產(chǎn)品功能創(chuàng)新設計、產(chǎn)品原理創(chuàng)新設計、產(chǎn)品布局創(chuàng)新設計、產(chǎn)品形狀創(chuàng)新設計、產(chǎn)品結構創(chuàng)新設計、產(chǎn)品功能結構仿真、產(chǎn)品綜合方案設計等系統(tǒng)模塊。() 多學科耦合協(xié)同仿真設計平臺 針對復雜多領域系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化問題，基于對模型的仿真分析，考慮多領域、多目標、多約束以及多變量等特征，研究基于仿真模型的多領域物理系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化通用建模方法，其目標是將機械、電子、液壓、控制等不同學科領域的模型集成一體，以實現(xiàn)協(xié)同設計、分析和仿真，包括實現(xiàn)：統(tǒng)一描述不同領域的問題；基于基本的物理規(guī)律；具有國際統(tǒng)一的語言規(guī)范（Modelica）；豐富的開放資源。研究內(nèi)容包括：多領域統(tǒng)一建模、仿真與優(yōu)化的體系架構；多領域統(tǒng)一建模機制及仿真模型的規(guī)劃求解實現(xiàn)；適合多領域、多目標、多約束的優(yōu)化問題的搜索算法庫實現(xiàn)；模型靈敏度分析與參數(shù)試驗；仿真、優(yōu)化結果后處理； () 產(chǎn)品創(chuàng)新設計全局數(shù)據(jù)模型 通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表達形式（如STEP標準），研究產(chǎn)品定義信息、配置控制信息、生產(chǎn)過程控制信息、制造信息、分析優(yōu)化信息等統(tǒng)一描述和存放的產(chǎn)品創(chuàng)新設計全局數(shù)據(jù)模型。它具有信息完備、語意一致、定義靈活、操作方便、表達集成和應用獨立的特性，反映產(chǎn)品的信息本質(zhì)，從概念上和邏輯上對產(chǎn)品的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流進行合理的規(guī)劃、設計，成為產(chǎn)品全生命周期過程集成的橋梁。在集成產(chǎn)品模型的基礎上，發(fā)展工程數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)的傳輸、共享和操作的基礎上進行數(shù)據(jù)的重復提取和使用，并且可以變成系統(tǒng)知識進行使用。 產(chǎn)品開發(fā)平臺通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、便捷的共享機制、分布環(huán)境下的多庫集成子系統(tǒng)、以集成產(chǎn)品模型為主的中央數(shù)據(jù)庫和以融合歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗為主的知識庫，支持產(chǎn)品研制的持續(xù)創(chuàng)新，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)層面的集成。() 全生命周期綜合優(yōu)化設計平臺 以產(chǎn)品創(chuàng)新設計全局數(shù)據(jù)模型技術、全生命周期協(xié)同優(yōu)化技術、多學科耦合協(xié)同仿真設計為技術核心，以時間（縮短產(chǎn)品開發(fā)時間、提高響應市場的速度）、成本（降低產(chǎn)品成本、降低運營成本）、質(zhì)量（提高產(chǎn)品功能、性能、維護）和服務（客戶的滿意度）為目標，支持產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新的、由一系列軟件工具和軟件子系統(tǒng)組成的軟件套件和解決方案集成合體，在數(shù)據(jù)、過程、應用三個層面構建全局優(yōu)化設計平臺，以實現(xiàn)多層次（例如：計劃層、執(zhí)行層、支持層、評價層）、多目標（例如：縮短開發(fā)時間、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務等）、多約束控制（例如：制造能力限制、制造容量限制等）的全生命周期全局優(yōu)化設計。（）子課題B：產(chǎn)品創(chuàng)新設計理論和方法 （B．1）共性創(chuàng)新方法與工具應用 研究創(chuàng)新方法，包括：（1）集體群智法：智力激勵法、檢核表法、CBS法、得爾菲法，（2）系統(tǒng)創(chuàng)新法：系統(tǒng)設問法、系統(tǒng)列舉法，(3) 組合創(chuàng)新法：性能組合、功能組合、原理組合、結構重組、系統(tǒng)組合、模塊組合，（4）聯(lián)想類比法：聯(lián)想發(fā)明、綜攝類比等，在創(chuàng)新設計中的應用。研究創(chuàng)新工具，包括：形態(tài)學求解工具、構思激勵工具、協(xié)同求解工具、智能求解工具、模型變換工具、組合求解工具等，在創(chuàng)新設計中的應用。 （B．2）面向創(chuàng)新設計的TRIZ理論 基于TRIZ理論，研究形成結構化、一致性的可重復性創(chuàng)新流程，從問題分析、自動查詢、解決方案的產(chǎn)生、方案評估、一直到分析報告的生成，支持新產(chǎn)品開發(fā)和實現(xiàn)技術創(chuàng)新，以及對現(xiàn)有制造工藝流程的優(yōu)化。研究將TRIZ理論應用于整個復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計流程，并對所要獲取的知識進行挖掘，分析競爭對手專利動向，以及行業(yè)和技術的發(fā)展趨勢。研究構建基于TRIZ理論的資源庫來支持已有知識的重復利用、創(chuàng)新概念的產(chǎn)生和驗證的全過程 （B．3）漸進式創(chuàng)新設計方法 研究漸進式創(chuàng)新設計方法，內(nèi)容包括：（1）提升傳統(tǒng)產(chǎn)品性能方法：智能化、網(wǎng)絡化、柔性化、數(shù)字化、自動化、“傻瓜”化，（2）平臺化方法：系列化、模塊化、集成化、多功能化，組合化、功能單一化，（3）精度、純度、改進重量方法：小型化，便攜化、精密化、高靈敏化、大型化、輕量化，（4）時代發(fā)展新時尚方法：未來化、個性化、高級化、高功能化、高速化，（5）安全使用壽命方法：耐用性、耐久性、免修化、無故障化，（6）環(huán)保、節(jié)省能源方法：綠色化、資源再生化、廉價化、省能源資源化、工藝簡單化等。 （B．4）突破式創(chuàng)新設計方法 研究漸進式創(chuàng)新設計方法，內(nèi)容包括：（1）突破創(chuàng)新：產(chǎn)生替代技術，（2）醞釀期：共同學習型，（3）主導設計出現(xiàn)，（4）連續(xù)創(chuàng)新：工藝、結構、流程創(chuàng)新，（5）全新系列產(chǎn)品投入市場等一系列創(chuàng)新設計流程方法。（B．5）創(chuàng)新思維驅(qū)動的設計方法 研究創(chuàng)新思維驅(qū)動的設計方法， 內(nèi)容包括：(1) 引導設計人員去創(chuàng)新思維：提供一套完整的創(chuàng)新思維和設計方法,使設計人員知道如何進行創(chuàng)新設計，（2）促使設計人員去創(chuàng)新思維：　在使用所提供的方法和工具時,設計人員不能繞開某些重要步驟從事設計，（3）幫助設計人員去創(chuàng)新思維：提供創(chuàng)新設計原理和知識庫、網(wǎng)上頭腦風暴白板、基于語義的網(wǎng)上搜索引擎,使設計人員能有效地利用內(nèi)外部資源激發(fā)創(chuàng)新靈感，（4）有利于設計人員去創(chuàng)新思維：提供概念設計環(huán)境,使設計人員能用草圖、工程圖、三維模型、文本、計算、圖片、表格、多媒體和對象等多種形式表達他們的創(chuàng)新思維等方法。（）子課題C：產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識使能工具（C．1）產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識管理體系結構研究產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識管理體系結構，包括（1）研究描述產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識，包括顯性知識表達和隱性知識表達。顯性知識表達包括數(shù)據(jù)建模、信息建模、列表、決策樹、框架、實體關系、生產(chǎn)規(guī)則、數(shù)學模型、優(yōu)化算法等。隱性知識表達方法包括文本、制圖、圖表、非線性映射，模糊邏輯、錄像錄音；（2）研究挖掘產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識， 包括數(shù)據(jù)庫、知識庫、數(shù)據(jù)倉庫、內(nèi)容管理，數(shù)據(jù)分析、匯總表等；（3）研究組織與分享產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識，其中組織知識包括分類、檢索、分布式知識庫、知識圖表等。分享知識包括電郵、聲音郵件、國際互聯(lián)網(wǎng)、目錄、導航、搜索樹、網(wǎng)絡網(wǎng)絡等；（4）研究學習與吸收產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識，其中學習知識包括在線培訓、電子化和實例化培訓。知識吸包括分析、拉拔技術、成組方法、會議方法、視訊會議等；（5）研究應用和創(chuàng)造產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識，其中應用知識技術包括虛擬現(xiàn)實，推動技術、仿真技術、認知技術等。創(chuàng)造知識技術包括同步信息傳遞、多線程對話、親密關系標識、應用驅(qū)動、金塊挖掘等。（C．2）產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識本體 研究基于元知識的知識本體，它使得企業(yè)內(nèi)的知識能夠連接和引導。其中，元知識中描述的知識屬性表包括以下內(nèi)容：知識基本屬性，包括貢獻者、類型、背景等信息。依據(jù)產(chǎn)品創(chuàng)新設計的需要，研究知識本體結構表示方法，包括：圖表層、描述層等，以便實現(xiàn)實際的知識資源層在可視化界面上的映射。產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識本體結構包括：（1）知識節(jié)點：代表從業(yè)務過程中提煉出的知識對象；（2）知識關聯(lián)：節(jié)點之間的連線說明了知識節(jié)點之間的聯(lián)系。(3) 知識鏈接：提供知識的詳細信息或知識本身的位置；（4）知識描述：提供知識節(jié)點更詳細的信息。（C．3）產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識分類表達與應用方法 研究產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識分類表達，包括：（1）領域知識：功能域知識、行為域知識、結構域知識；（2）評價規(guī)則：評價指標樹、評價模糊函數(shù)、指標權值集合；（3）設計實例：實例設計空間 領域知識、影射規(guī)則等。研究產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識的應用，包括：領域知識、影射規(guī)則、設計實例、評價規(guī)則等在產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程（例如：構建目標設計功能域、構建目標設計空間、搜索尋求相似實例設計空間、設計方案評價）中的應用方法。（C．4）產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識倉庫 研究構成知識倉庫的集產(chǎn)品知識生成、共享和交互的知識管理平臺，研究知識倉庫的獲取、凈化、存儲、組織、分析、發(fā)布企業(yè)內(nèi)外的數(shù)據(jù)、信息和知識等關鍵技術。研究知識倉庫中知識的分類定義，包括：（1）設計資料庫：標準與規(guī)范、標準件、工程材料、常用算法、工藝規(guī)程；（2）產(chǎn)品創(chuàng)新庫：創(chuàng)新原理、創(chuàng)新設計方法、創(chuàng)新方案評價、專利檢索、技術革新；（3）建模輔助庫：產(chǎn)品型譜分析、產(chǎn)品性能分析、產(chǎn)品結構分析、產(chǎn)品實例庫、設計模板；（4）產(chǎn)品知識庫：知識獲取方法、規(guī)則庫、推理機制、知識搜索策略、專家知識庫；（5）非物化知識庫：規(guī)則、方法、技巧、經(jīng)驗、原理、隱性知識；（6）物化知識：計算結果、說明書、測試結果、仿真分析、工程繪圖、總體裝配、零件造型、總體布置、氣動設計等。（）子課題D：復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計集成環(huán)境（D．1） 企業(yè)智力資源管理及應用（1）已有知識的管理與共享研究多種類型知識的采集、表達、分類整理、存儲、傳播、共享和求精，研究知識管理系統(tǒng)中的知識庫系統(tǒng)結構、啟發(fā)式信息檢索技術、知識庫分布技術、智能在線幫助工具、相關的網(wǎng)絡平臺等，為知識的應用和知識創(chuàng)新奠定基礎，開發(fā)相關知識庫及軟件模塊。（2）新知識的產(chǎn)生研究通過知識挖掘在已有數(shù)據(jù)和已有知識兩種基礎上產(chǎn)生新的知識，以及將新知識導入知識管理系統(tǒng)時的沖突檢查管理、版本管理、知識求精等技術，開發(fā)相關軟件模塊。（3）自主知識產(chǎn)權的保護研究如何在安全容器技術、數(shù)字水印技術及移動代理等技術的基礎上，對軟件類自主知識產(chǎn)權進行保護的技術解決方案，建立對企業(yè)自身核心知識進行有效的產(chǎn)權管理制度，開發(fā)相關知識庫及軟件模塊。（D．2）軟件系統(tǒng)集成開發(fā)（1） 建立產(chǎn)品創(chuàng)新平臺軟件系統(tǒng)的對象管理框架。通過合理劃分知識和數(shù)據(jù)服務、創(chuàng)新決策邏輯服務和創(chuàng)新設計應用平臺等層次，建立數(shù)據(jù)映射與轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)層次化、對象化，為產(chǎn)品創(chuàng)新設計軟件系統(tǒng)提供底層的對象框架支持，為產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程中的所有知識、數(shù)據(jù)和過程提供一個統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮慕－h(huán)境和管理環(huán)境。（2） 建立基于對象管理模型的構件化系統(tǒng)集成管理框架通過集成使能服務的建立，以之為核心和紐帶,建立基于構件的系統(tǒng)集成框架，全面支持知識搜索、知識處理、知識利用、需求定義、需求分析、設計矛盾確定、矛盾解決、創(chuàng)新設計、方案評價、功能結構映射等工具的即插即用和構件化，為整個產(chǎn)品創(chuàng)新設計軟件系統(tǒng)提供一個可伸縮的構件化集成管理框架。（3） 開發(fā)基于對象管理和構件化集成框架的統(tǒng)一產(chǎn)品創(chuàng)新設計平臺基于前述對象管理框架和集成管理框架，集成各種構件化工具，建立計算機輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設計軟件平臺。（）子課題E：復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計應用驗證發(fā)電設備、航空航天等是典型的復雜產(chǎn)品。在其設計過程中，創(chuàng)新性、外觀造型的美觀性、宜人性等因素占有很大比重。以本項目為依托，針對上海汽輪機有限公司、上?？臻g推進研究所等企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設計，利用本項目研究的理論、方法、技術、工具和系統(tǒng)，研制一套復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計系統(tǒng)，通過實際應用案例驗證理論的正確性、方法的可行性以及軟件的實用性，實現(xiàn)提升企業(yè)的復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計水平的目標。（2）、擬解決的技術難點子課題A：復雜產(chǎn)品創(chuàng)新概念設計l l 基于組件特征模型的概念設計建模技術l l 基于組件特征模型的產(chǎn)品布局設計技術l l 概念設計多目標協(xié)同工作機制l l 拓展形狀文法，研究基于形狀文法的產(chǎn)品形狀設計技術l l 基于交叉組合方法的產(chǎn)品方案綜合評價與決策技術子課題B：產(chǎn)品創(chuàng)新設計理論和方法l l 共性創(chuàng)新方法與工具應用技術l l 漸進式創(chuàng)新設計方法l l 突破式創(chuàng)新設計方法l l 創(chuàng)新思維驅(qū)動的設計方法子課題C：產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識使能工具l l 產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識管理體系結構技術l l 產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識本體結構技術l l 產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識分類表達與應用方法l l 產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識倉庫技術子課題D：復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計集成環(huán)境l l 業(yè)務過程整合與協(xié)同集成技術l l 產(chǎn)品功能設計整體優(yōu)化集成技術l l 設計知識有機融合與統(tǒng)一平臺技術l l 研發(fā)資源配置平臺工具方法l l 產(chǎn)品正向設計集成平臺技術（3）、主要創(chuàng)新點l l 提出基于幾何特征、工程特征、語義特征等三大內(nèi)容的產(chǎn)品組件特征，基于組件特征拓展出總體特征、布局特征、形狀特征和人機特征，以三元組、條件約束集、多值依賴圖建立組件特征模型，進而研究面向復雜產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設計理論、方法、技術和軟件系統(tǒng)。主要技術創(chuàng)新包括：基于組件特征模型的概念設計建模技術、基于組件特征模型的產(chǎn)品布局設計技術、基于形狀文法的產(chǎn)品形狀設計技術、面向概念設計的人機檢測技術、產(chǎn)品概念設計多目標協(xié)同技術、基于組件特征模型的產(chǎn)品方案評價與決策技術等，形成一套有效支持復雜產(chǎn)品設計的新模式。l l 研制、開發(fā)一套復雜產(chǎn)品概念創(chuàng)新設計系統(tǒng)，主要包括組件特征識別與提取模塊、組件特征操作模塊、產(chǎn)品創(chuàng)新模塊、多目標協(xié)同求解模塊、方案評價與決策模塊、方案展示模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊等，有效地支持復雜產(chǎn)品的概念設計。l l 提出和開發(fā)產(chǎn)品創(chuàng)新設計理論和方法，包括共性創(chuàng)新方法與工具應用，漸進式創(chuàng)新設計方法，突破式創(chuàng)新設計方法，創(chuàng)新思維驅(qū)動的設計方法l l 構建產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識使能工具，包括產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識管理體系結構，產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識本體結構，產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識分類表達與應用，和產(chǎn)品創(chuàng)新設計知識倉庫。l l 實現(xiàn)復雜產(chǎn)品創(chuàng)新設計集成環(huán)境，包括業(yè)務過程整合與協(xié)同集成，產(chǎn)品功能設計整體優(yōu)化集成， 設計知識有機融合與統(tǒng)一平臺，研發(fā)資源配制平臺工具方法，產(chǎn)品正向設計集成平臺。（4）、現(xiàn)有研究基礎（）上海思普信息技術有限公司上