L-T矩阵索引多流动态演化创新设计机理研究

In the background of today's rapid development of science and technology, domestic enterprises are facing the upgrading of technology,design and development of complex electromechanical products has become the inevitable development.It is difficult for designers to solve problems in complex electromechanical system rely on design experience,because mutual influence and mutual coupling among the material flow, energy flow and information flow of complex electromechanical system.There is an urgent need to establish the theory system to analysis and solve complex electromechanical system problems from the perspective of material flow,energy flow and information flow.These research have broad application background.This project study the multi-stream dynamic evolution innovative design mechanism indexed by L-T matrix.It is Included multi-streaming model indexed by L-T matrix, the implicit coupling parameter remarkable process of system indexed by L-T matrix,the design process complexity characterization of complex electromechanical system, the dynamic simulation of design process complexity and the key technologies of function reconstructs for the innovative design of the system. Finally, its scientific is verified by cooperation enterprise engineering cases.

在当今科技迅猛发展的背景下，国内企业面临技术升级，复杂机电产品设计与开发成为发展的必然。由于复杂机电系统的物质流、能量流和信息流之间相互影响相互耦合，企业工程技术人员依靠设计经验解决复杂机电系统中的问题比较困难。所以急需建立从复杂机电系统物质流、能量流和信息流角度分析和解决复杂机电系统存在问题的理论体系，此类研究具有广阔的应用背景。本项目研究L-T矩阵索引多流动态演化创新设计机理，其中包括L-T矩阵多流索引范式、L-T矩阵索引系统隐性耦合参数显化过程、复杂机电系统设计过程复杂性表征、设计过程复杂性动态仿真过程和面向系统创新设计的功能重构关键技术，最后用合作企业的工程实例验证其科学性。

国内企业技术转型升级迫在眉睫，企业研发的产品从简单系统向复杂机电系统转化，传统的设计方法指导复杂机电系统设计存在一定问题。与简单系统相比复杂机电系统的物质流、能量流和信息流之间相互影响相互耦合更加严重，确定系统的耦合参数更加困难。L-T矩阵揭示了不同物理参数之间的转换关系，应用L-T矩阵可以对复杂机电系统的物质流、能量流和信息流之间相互影响相互耦合进行动态推理与仿真，形成L-T矩阵索引多流动态演化创新设计机理，可以缩短企业复杂机电系统设计周期，提高设计效率。项目开展了L-T矩阵物理效应索引范式、L-T矩阵系统耦合核心参数（隐性参数）确定及方案形成研究、基于附加效应设计过程复杂性表征与分析过程模型、面向新产品的设计过程复杂性动态演化仿真过程和基于设计过程复杂性的复杂机电系统功能结构建立及其功能重构关键技术研究。项目研究成果在中国建筑科学院机械分院和廊坊凯博建设机械科技有限公司提出的教学专用塔式起重机设计项目、无线电集团的ATM机超声波纸厚检测项目和硬币与纸币分选项目设计过程中验证了项目理论研究的科学性。其中，教学专用塔式起重机设计过程中对其设计过程复杂性进行了动态演化仿真，设计方案已经通过教学专用塔式起重机样机制造进行了验证；超声波纸厚检测项目通过L-T矩阵索引确定耦合参数，并应用附加效应对系统可能存在的设计过程复杂性进行表征，经过功能重构确定超声波纸厚检测系统功能周期，超声波纸厚检测等相关项目，目前授权发明专利四项，授权实用新型专利两项，申请发明专利两项。