面向感性意象的机械产品品质强化设计理论、方法及应用研究

The theory and methods of quality improved design of mechanical products oriented to kansei image were put forward on the foundation of the research on law of kansei image gaining during the quality improved design of mechanical product. A set of optimization algorithms of equalization design were built, such as recursion mapping reasoning algorithm, uncertain reasoning algorithm , performance sensitive identification algorithm and working-age dynamic recovery algorithm. The method based on recursion mapping reasoning algorithm was used to improve quality of function. The method based on uncertain reasoning algorithm was used to improve working performance. The method based on performance sensitive identification algorithm was used to improve working performance. The method based on working-age dynamic recovery algorithm was used to improve effective working-age. A mathematical model of flexible-interval working-age dynamic compensation was built. The prototype system software was developed. The quality improved provided theoretical basis for the achieving of function requirements of mechanical product. Methods for the working performance keeping of mechanical product for kansei image gaining were provided. It provided technical support for working-age dynamic recovery and maintenance performance optimization of mechanical product. It was helpful to improve the theory and methods of conceptual design of mechanical product.

在深入研究感性意象在机械产品品质设计过程中增益的内在规律基础上，较为系统提出面向感性意象的机械产品品质强化设计理论、方法，在机械产品设计过程中面向高层次情感需求，通过非线性融合重构实现机械产品需求偏好强化、通过不确定交互推理实现机械产品功能实现强化、通过传播链反演约减实现机械产品性能保持强化、通过变周期耦合逆解实现机械产品可靠运行强化，建立机械产品需求偏好隐性关联求解、功能求解不确定性类推、设计参数随机波动控制和关键部机潜在故障预测一整套品质强化算法，构建非固定周期关键部机有效寿命动态补偿机制，开发面向感性意象的机械产品品质强化设计原型系统软件。为面向高层次情感需求的机械产品创新设计提供理论依据、为面向高层次情感需求的机械产品偏好建模和功能推理提供方法支撑、为面向高层次情感需求的机械产品性能保持与可靠运行提供技术支持，有助于进一步丰富和完善机械产品创新设计理论与方法。

针对机械产品品质设计的需求偏好个性化、功能求解不确定化、性能波动随机化和失效模式复杂化的基本特点，在深入研究感性意象在机械产品品质设计过程中增益的内在规律基础上，本项目提出了面向感性意象的机械产品品质强化设计理论与方法，为面向高层次情感需求的机械产品创新设计提供理论依据、为面向高层次情感需求的机械产品偏好建模和功能推理提供方法支撑、为面向高层次情感需求的机械产品性能保持与可靠运行提供技术支持。在机械产品设计过程中面向高层次情感需求，提出并实现了基于非线性融合重构的机械产品需求偏好强化方法、基于不确定交互推理的机械产品功能实现强化方法、基于传播链反演约减的机械产品性能保持强化方法、基于变周期耦合逆解的机械产品可靠运行强化方法。通过显式表达并准确定量分析功能需求间隐含的偏好重要度信息，有效处理功能需求之间关联关系的依存性和耦合性，实现了机械产品设计需求偏好析取与需求重构。通过机械、材料、心理学等不同领域先验知识间反复迭代类推，有效求解跨知识领域迭代过程中产生的不确定性问题，实现了机械产品功能方案的不确定交互推理。通过设计阶段中性能-参数反演辨识并分离敏感设计参数，控制设计参数变差所诱发的工作性能指标波动，保持机械产品服役阶段的工作性能；通过基于数字孪生半实物仿真准确估计关键部机动态工作寿命，非固定周期动态分配实施维护，避免关键部机欠维修或过度维修，实现了机械产品性能保持和运行可靠。建立了机械产品需求偏好隐性关联求解、功能求解不确定性类推、设计参数随机波动控制和零件部机潜在故障预防一整套品质强化算法，构建了非固定周期关键部机有效寿命动态补偿机制，开发了面向感性意象的机械产品品质强化设计原型系统软件。项目在国内外机械工程领域学术期刊发表学术论文31篇，其中，具有国际影响力的国内科技期刊论文4篇，SCI收录19篇（ESI高被引论文1篇），EI收录12篇；授权国家发明专利5项、软件著作权2项，获得省级科技进步奖2项；国际学术会议分会场报告4次。