内容介绍： 在工业设计、人机工程和创新设计等理论与方法的基础上，开展基于 敏捷设计、知识工程和创新理论的产品数字化快速创新设计，人机工效 与仿真分析，产品性能驱动的设计优化等技术研究。通过理论创新和实 践创新，将关键技术集成到工程应用，实现产品从概念设计、人机工效 与仿真分析、样机试制，到全景展示、设计优化的全方位数字化设计； 通过应用集成，实现产品的快

产品创新设计用户体验测试评价技术，包括目标用户筛选、用户感知体验形 态显示、用户体验测试和数据分析和处理。1）目标用户筛选，根据设计定位, 采用心理量表，设计目标用户筛选标准，制作目标用户筛选问卷；2）用户感 知体验形态显示，将用户体验的对象拓展为设计效果图、设计原型、油泥模型、 虚拟现实和实物产品等多维的显示形态，提高用户的体验感知度；3）用户体验 测试，采用基于语义量表、脑电、皮电、心电、眼动、面部表情、行为观察的 等生理/心理相结合的体验测试手段，确保用户体验测试数据的可靠性；4）数据 分析和处理，采用基于时间序列尺度的多维测试数据共辗显示的数据分析方法和 无量纲愉悦度当量值数据处理模型。可用于产品创新设计，用户体验需求挖掘、 新产品设计方案与模型测试评价、产品上市前营销理念用户测试、产品品质和服 务用户体验测试以及标杆产品用户体验对标分析等应用领域。 用户体验测试评价技术包括眼动追踪技术：该技术能追踪用户视觉的轨 迹，测量眼动能直接反应和揭示内部的过程，可对设计方案视觉体验进行测试 评价；手指运动追踪技术：可追踪用户手指的运动轨迹、速度、角速度，可对产 品的人机交互已经可用性进行评估；面部表情分析技术：通过自动分析面部表 情变化的面部表情，通过它用户能够客观的评估个人情绪变化，可对用户感 知产品的情绪进行测量;脑电测试分析技术:采集用户体验过程中的脑电波数据, 通过脑电分析获取用户潜在的需求。行为观察分析技术：通过视频记录用户体 验过程中的动作和行为数据，对产品的可用性进行评价。 （1）某汽车企业车载信息终端手机互联产品人机交互用户体验测试。得到 了该汽车自主研发手机互联产品CA-LINK与百度手机互联产品C ar-life两者之间的用户体验对比测试结果，并对CA-LINK后期的改进提供了客观用户体验数据 支撑。 （2） 某医科大学嗅觉ERP实验服务。针对该医科大学提出的灭火救援环境 下消防员嗅觉脑电测试数据采集的需求，完成了 30名被试在硝烟、硫磺等气味 刺激下嗅觉体验的脑电数据。 （3） 某科技大学电动代步车概念设计与造型方案评选。运用桌面式眼动 仪对4款电动代步车方案进行概念阶段用户体验测试评价，等到了用户最喜欢 的设计方案。用户体验测试评价技术服务的盈利模式包括：（1）用户体验测试评价服务, 针对具体的产品创新设计用户体验测试需求，进行用户体验测试实验设计和服 务；（2）用户体验测试评价技术培训服务，为客户提供用户筛选培训、方案 设计评选培训、设备使用培训、数据处理与分析培训等服务；（3）用户体验 测试中心建设服务，提供用户体验测试中心建设的整体解决方案服务；（4）产 品租赁，对科研机构、高校、以及企业提供用户体验测试设备的租赁服务

产品详细介绍 资深结构设计工程师；专做3D打印模型设计、模型评估；逆向工程 成功案例：

一种创新风力发电机组系统设计：性能优越，结构简单，价格低廉,维护方便，全部国产，自主知识产权。1、风机选用选择垂直轴达里厄风机(Darrieus)。与水平轴风机相比有以下优点：叶片受力均匀，大风中不易折断。叶片是等截面，无弯矩应力，只有拉应力。工艺性好。用玻璃絲布与环氧树酯手工表糊工艺，很容易加工生产。可以用多段直叶片，到工地后拼装成整体叶片或不同尺寸的风机叶轮，省去了制造大型模具的投资和工期，方便运输，而且维修方便。大幅度降低运行維修用费。不要调向系统，可接受任何方向风能不要节距调节系统。叶片固定。不要杆塔，发电机低位布置。便于维护。重心低，力学稳定性好。翼型选用美国宇航局公布的N.A.C.A系列翼型。升力型风机。这是当今较先进的双面对称翼型。资料表明最大的升阻比达到200。美国波音公司从727到747许多大型客机的机翼均用此翼型。有较好的空气动力学特性。 2、除去升速齿轮箱采用升速齿轮箱的风力发电机組有39％的能量耗损在齿轮箱上。垂直轴可以去掉齿轮箱，采用多极超低速发电机的办法。对于垂直轴达里厄风机，由于发电机装在底部，这就可以采用超重量，大直径的发电机转子，还可起到使转速平稳匀均的作用。大飞轮还对达到飞逸转速的时间延长，这对于启动各种危机保安措施有利。也使垂直轴达里厄风机旋转系统，动态稳定性提高。3、发电机及电气系统发电机选择铸铝鼠笼转子型式的多极超低速感应电动机。不采用変流器即可实现変化风速下并网，向电网送出恆频恆压电能。打破外商在变流器关键器件的垄断。使风力发电成本大幅下降。选择异步机有如下特点：结构简单，运行可靠，价格低廉。感应电动机作异步发电机并网运行，不要复杂的监控仪表及操作程序。并网就像开启电动机一样简便。成本下降垂直轴达里厄风机与异步发电机组成的并网运行系统中，利用异步机的可逆原理，既可做电动机又可做发电机，发电机兼做启动电机(见附录中图片及实验曲线)不用昂贵的变流器，不仅大幅降低成本，而且避免了因変流器产生的高频干忧使电力系统载波通讯产生误码。通过对达里厄风机Darrieus配异步发电机并网运行方式进行大量计算分析后，证实用达里厄风机与异步发电机自身特性的配合实现隨风速与向电网送电自平衡，且无需担心发电机过载。该结论在大型风洞实验与野外自然风实验中得到验证。固定叶片无节距调节系统能实现以上目标是最可贵的特性。异步机并网运行时，可利用调峰电站減少有功功率输出，而多发的无功电流，给风力发电的异步机提供励磁电流。对调峰电站來说，即没有能量损失，发电机也不会过载。最大限度地提高设备利用率。“多负载线匹配方法”展宽了可发电风速。而不用昂贵的变流器。并提高了低风速时的发电效率。4、结论本垂直轴达里厄风机系统与水平軸系统比较，由于系统简化，造价仅为其1/3；而发电量为其1.666倍(由于除去升速齿轮箱)。综合投资效益提高到五倍。

"2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）科学技术进步奖一等奖。项目组经过数年的研究，创新设计底盘驱动/制动、转向、悬架等系统的关键组件，构建了智能底盘多智能体动态协调控制架构，提出纵向、横向及垂向耦合集成与协同控制技术，形成以四项创新点为代表的技术群： 1、驱动/制动关键部件结构优化设计及车辆行驶敏捷性、稳定性协同控制技术。鉴于现有研究多聚焦于车辆驱动/制动系统独立控制且忽视内在耦合关系，割裂影响机理、系统结构及控制方法。从驱动/制动系统结构优化与方法设计两个方面，提出融合路面附着系数估计的车辆驱动防滑（ASR）、能量回馈型制动防抱死系统（ABS）及制动力精细调节技术、驱动/制动协同的车辆稳定性强鲁棒控制技术，解决车辆行驶敏捷性与稳定性控制所面临的参数摄动、控制时滞、多执行器耦合与冗余等难题。 2、车辆线控转向系统优化设计及转向操纵主动控制技术。针对转向系统存在的耦合摆振、结构参数时变不确定和线控时滞问题，项目组分别提出了考虑悬架与摆振问题耦合机理的车辆系统优化设计技术、减轻操纵负荷的前轮主动转向驾驶员共享控制技术和全电控四轮线控转向轨迹精确跟踪及横摆稳定性控制技术。

随着制造技术的快速发展，针对复杂结构件设计的需求日益广泛。改变传统的零件设计模式，将创新型设计方法与增材制造技术相结合，开展面向功能构建的创新设计，实现“结构—功能－材料”一体化，在设计阶段提升产品的功能、材料性能和降低成本，是充分挖掘增材制造的潜能，提升增材制造产业化价值的关键，是企业产品升级变革的重要手段和方法。 本项目突破集有限元分析、拓扑优化、晶格造型、力学设计、工艺约束、美学设计于一体的集成创新设计方法，充分利用晶胞的单元构造、堆积密度及空间分布直观地表达复杂产品结构件的材

物联网作为我国重点发展的战略性新兴产业之一，对于支撑“网络强国”和“中国制造2025”等国家战略具有重要意义。然而，当今高校物联网专业却普遍面临人才培养与产业发展不适配、教育内容与产业技术应用相脱节等挑战。本案例通过构建“多主体参与、多模式共融、多层次渐进”的物联网产业学院，全面推动企业优势与教育资源融合，从人才培养目标重构，产教融合创新平台搭建，以及“专创融合”+“赛教融合”的人才培养模式构建等方面，全面提升物联网专业人才培养质量，着力培养创新能力强、可适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，使学生实践能力显著增强，就业率和创业成功率大幅提升。

该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。