功能基元序构
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佛山仙湖实验室:打通科技成果转化“最后一公里” 推动广东省氢能产业高质量发展文/潘慧 通讯员/王志方先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心暨佛山仙湖实验室(以下简称“仙湖实验室”或“实验室”)由佛山市政府、武汉理工大学、佛山市南海区政府合作共建,于去年年底正式成立。
仙湖实验室在加强科技创新、产出重大科技成果的同时,重视科技成果转化,加快推进氢能领域高科技企业孵化,打通科技成果转化“最后一公里”,成为粤港澳大湾区氢能产业高质量发展的新引擎,支撑区域经济社会高质量发展。
佛山仙湖实验室科研楼规划示意图平台支撑创新驱动 点燃新引擎——广东省新能源汽车产业创新发展实践与探索平台支撑为了突破氢能产业基础研究,佛山市于2019年引入了仙湖实验室,落户丹灶仙湖氢谷。
仙湖实验室由佛山市政府、武汉理工大学、佛山市南海区政府合作共建,是广东省重点建设的省级实验平台,承担起先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心建设任务。
武汉理工大学是实验室的主承建单位,清华大学、浙江大学、南京大学、西安交通大学是实验室的共建单位,佛山市氢能产业十家骨干企业是实验室的战略合作单位。
实验室理事长兼主任由武汉理工大学校长、中国科学院张清杰院士担任。
仙湖实验室的发展目标是打造“五个中心”:世界氢能技术研发中心、国家氢能转移与辐射中心、氢能高端人才汇集与国际交流中心、国家氢能领域大学生创新创业中心、氢能领域高科技企业孵化中心,发展成为面向国际、聚集前沿、充分开放的战略科技平台。
提升自主创新能力 促进氢能产业高质量发展当前,拥有氢能与燃料电池高技术的发达国家,虽然已开始同中国进行相关合作,然而,在涉及关键核心技术时,仍然对中国实行严格的技术封锁,因此,受制于我国的技术水平、人才现状及国际环境,中国氢能与燃料电池的发展迫切需要自主开发核心关键技术,培养工程化技术人才,创建一流的国际化技术研发平台。
统筹佛山氢能领域现有科研及产业资源,引进武汉理工大学等氢能领域国内外优质资源,整合力量筹建佛山氢能实验室,有利于突破氢能与燃料电池领域重大科学问题,提升中国氢能源科技自主创新能力,抢占国际氢能源科技创新制高点;有利于深入实施创新驱动发展战略,打造高水平氢能源科技创新平台,建设全球氢能源科技创新高地和产业重要策源地;有利于培育发展高端氢能源技术装备制造产业,提升氢能源产业技术竞争力,建立具有国际竞争力的现代化经济体系;有利于深化氢能源科技体制机制改革,推进氢能源生产和消费革命,促进经济社会高质量发展。
声学超构材料术语1范围本文件规定了包括声子晶体、声超材料等人工微结构的声学超构材料等相关术语的定义。
本文件适用于声学超构材料及其相关领域的活动。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T32005-2015电磁超材料术语GB/T3947-1996声学名词术语3基础定义3.1超构材料metamaterials一种特种复合材料或结构,通过对材料关键物理尺度上进行一定序构设计,使其获得常规材料所不具备的超常物理性能。
3.2声学超构材料acoustic metamaterials具备超常声学特性的一类超构材料3.3声子晶体phononic crystal由两种以上具有不同弹性参数的材料按一定空间序构周期排列的复合人工介质形成的一种声学超构材料。
4分类4.1固体弹性波超构材料solid elastic wave metamaterials用于调控固体中弹性波的声学超构材料。
4.2水声超构材料underwater acoustic metamaterials用于调控水中声波的声学超构材料。
4.3空气声超构材料用于调控空气中声波的声学超构材料。
4.4次声声学超构材料infrasound metamaterials工作频率在20Hz以下的声学超构材料4.5超声声学超构材料ultrasonic metamaterials工作频率在20kHz以上的声学超构材料4.6可听声超构材料audible sound metamaterials工作频率在20Hz-20kHz范围的声学超构材料4.7局域共振型声学超构材料resonant acoustic metamaterials基于局域共振原理的声学超构材料4.8非局域共振型声学超构材料non-resonant acoustic metamaterials 不基于局域共振原理的声学超构材料4.9线性声学超构材料linear metamaterials具有线性动力学效应的声学超构材料4.10非线性声学超构材料nonlinear metamaterials具有非线性动力学效应的声学超构材料4.11各向同性声学超构材料isotropic acoustic metamaterials具有各向同性的声学特性的声学超构材料4.12各向异性声学超构材料anisotropic acoustical metamaterials具有各向异性的声学特性的声学超构材料4.13复合声学超构材料composite acoustic metamaterials与其他材料复合的声学超构材料4.14可重构声学超构材料reconfigurable acoustic metamaterials宏观或微观结构可重构的声学超构材料4.15可编程声学超构材料programmable acoustic metamaterials利用逻辑基元对声场进行程序化调控的声学超构材料4.16微纳声学超构材料micro-scale acoustic metamaterials微观结构的绝对尺度在微米或纳米级的声学超构材料4.17多物理场耦合型超构材料multi-physical coupled metamaterials 声场与其他物理场相互耦合的声学超构材料4.18吸声超构材料sound absorption metamaterials能够有效控制噪声且尺寸小巧的声学超构材料。
第33卷第3期中国表面工程Vol.33No.32020年6月CHINA SURFACE ENGINEERINGJune 2020收稿日期:2020-03-24修回日期:2020-05-25通信作者:金青君(1979—),男(汉),博士;研究方向:复合功能材料设计与应用;E-mail :jinqingjun502@163.com 引用格式:吴昱,金青君,崔志峰,等.仿生自主变色伪装材料的研究进展[J ].中国表面工程,2020,33(3):1-17.WU Y ,JIN Q J ,CUI Z F ,et al.Recent progress of bionic adaption camouflage materials [J ].China Surface Engineering ,2020,33(3):1-17.doi :10.11933/j.issn.10079289.20200324001仿生自主变色伪装材料的研究进展吴昱1,金青君1,崔志峰2,毕鹏禹1,张梦清1(1.军事科学院防化研究院,北京102205;2.北京化工大学高新技术研究院,北京100029)摘要:在现代信息化战争中,随着各波段侦察技术水平和多波段数据获取、融合及处理速度的不断提高,尤其是高光谱的图像分辨能力和人工智能图像识别能力的急剧提升,传统伪装器材中的静态固定信号特征匹配技术不仅逐渐失去应有的防护能力,反而更容易暴露其装备特征。
伪装能力的不足已成为严重制约作战行动和生存能力的短板,而现有的人工技术和方法又一时难以解决诸多的矛盾和难点问题。
反观,自然界的许多动物和植物,在长期的自然选择和适应环境生存的进化竞争中,逐渐形成了神奇的伪装本领,演化出形式多样、精致巧妙和无以伦比的高效动态伪装方式与策略。
介绍了目前国内外在仿生自主变色伪装材料方面的研究进展,及仿生制备相关功能复合材料的生产制备工艺。
通过回顾和展望该领域研究动态,为研究者提供仿生自主伪装研究新概念、新思路和新途径,以期实现伪装材料研究的革命性转变。
系统功能语言学中的元功能思想杨炳钧覃朝宪(中山大学外语学院,广州,510275)(西南师范大学外语学院,重庆,400715)摘要:系统功能语法对二十世纪后半期的语言学产生了巨大影响。
作为该语法体系的一大核心内容,元功能思想经历了不断发展完善的过程。
本文将回顾Halliday之前的现代语言学者对元功能思想所作的奠基性贡献,然后着重介绍Halliday元功能思想的发展过程及最新修订情况,最后概述系统功能语言学界内部对元功能思想的发展与贡献。
关键词:元功能,Halliday,发展历史,现状Metafunctions in Systemic Functional LinguisticsYang Bingjun Qin Chaoxian(School of Foreign Languages, Zhongshan University, 510275)Abstract: As one kernel idea of Systemic Functional Grammar which has greatly influenced linguistics in the late twentieth century, metafunction has undergone a process of development and improvement. This paper firstly reviews modern linguists’ contribution which laid a foundation for the development of metafunction before Halliday, and then introduces the developmental progr ess and the latest revisions of Halliday’s metafunction, and finally gives a brief summary of some systemic linguists’ contribution to metafunction.Key words: metafunction, Halliday, history of development, present state1.引言Dirvin and Fried(1987:x)称,二十世纪的语言学是以结构、系统和功能这三个基本概念的全面发展为特点的。
功能基元序构的高性能材料基础研究重大研究计划2019年度项目指南功能基元序构的高性能材料是指以功能基元为基本单元,通过空间序构构成具有突破性、颠覆性宏观性能的高性能材料。
“功能基元”是在原子/分子层次和宏观性能之间引入的具有特定功能的中间结构层次,序构指人工设计制造的特定结构,如有序结构、长/短程有序、梯度结构等。
功能基元序构的材料可以突破元素种类的限制,为探索具有变革性和颠覆性的高性能材料提供了更大的空间。
一、科学目标本重大研究计划瞄准材料科学前沿,通过功能基元序构构建高性能新材料,满足信息、结构、能源和极端服役条件对材料的需求,解决其中的关键科学问题与技术问题,揭示功能基元序构的材料中蕴含的规律,建立相应的理论,发展材料设计的新原理和先进制备技术,逐步实现按需设计变革性和颠覆性新材料的目标,提高我国在材料科学领域的整体创新能力。
二、核心科学问题本重大研究计划将组织材料、信息、数理、化学等学科的科学家共同开展研究,拟解决的核心科学问题如下:(一)功能基元的本征特性(如物理化学性质、微纳结构、形态、尺寸、分布等)对宏观性能的影响规律及其调控机理。
明确功能基元(如铁电畴、铁磁畴、孪晶、组分、结构、低维量子材料、人工谐振单元等)与材料的宏观性能(如力、热、光、声、电、磁)之间的关联,发现和构筑影响材料宏观新奇物性的关键功能基元。
(二)序构对材料宏观性能优化增强的作用规律。
序构(如有序结构、长/短程有序、梯度结构、无序结构等)引发的功能基元间的耦合、增强效应;明晰序构影响材料宏观性能的物理机制。
(三)功能基元序构的协同关联效应。
揭示功能基元序构的协同关联作用机制;发现超越功能基元本身的高性能,甚至全新性能;阐明“功能基元+序构”与宏观性能的关联;建立按需设计功能基元序构的高性能材料的方法。
(四)功能基元序构的高性能材料的制备科学与表征技术。
发展“自上而下”、“自下而上”制备功能基元序构的高性能材料的新方法与新技术,发展人工序构材料的结构和性能表征技术,探索其中的科学问题。
系统功能语言学三大元功能(threemetafunction)概念功能中的经验功能通过及物性结构得以体现,反映的是经验关系;人际功能通过语气结构得以体现,反映的是语法关系;而谋篇功能则通过主位结构、信息结构与衔接得以体现,反映的是顺序关系而不是逻辑或语法关系。
语言的三大纯理功能主要彰显在语言的四种功能结构上,即为:主位结构、语气结构、情态结构和及物性结构。
主位结构由两部分组成:主位和述位。
符合人们日常表达习惯的句子结构构成了无标记主位结构;不符合人们日常表达习惯的就构成了有标记主位结构。
语气结构体现人际功能中的话语角色关系,共有四种言语功能(陈述、提供、提问和命令)和三种语气(陈述、疑问和祈使)。
在句子上主要通过陈述句、疑问句和祈使句体现。
及物性结构主要体现语言的概念功能,及物性结构主要通过及物性小句,即带宾语的小句来体现。
概念元功能(ideationalfunction),话语范围(fieldofdiscourse)语场(话题(topic)以及场地(setting))经验功能(experientialfunction)和逻辑功能(logicalfunction)经验功能主要就是通过“及物性”和“语态”获得彰显物质过程(materialprocess);心理过程(mentalprocess);关系过程(relationalprocess);行为过程(behavioralprocess);言语过程(verbalprocess);和存在过程(existentialprocess)物质过程就是则表示搞某事件的过程(aprocessofdoing)。
这个过程本身通常由动态动词(例如)去则表示,“动作者”(actor,即为逻辑上的主语)和动作的目标(goal逻辑上的轻易宾语)通常由名词或代词去则表示,例如图1:图1:物质过程我吃了一个苹果。
(动作者)(物质过程)(目标)心理过程就是则表示“感觉”(perception)、“反应”(reaction)和“心智”(recognition)等心理活动的过程(aprocessofsensing)。
功能基元序构光子晶体首次提出下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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功能基元序构原标题:【政策】国家基金:发布功能基元序构的高性能材料基础研究重大研究计划2022年度项目指南功能基元序构的高性能材料是指以功能基元为基本单元,通过空间序构构成具有突破性、颠覆性宏观性能的高性能材料。
“功能基元”是在原子、分子尺度和宏观尺度之间引入具有特定功能的中间结构单元,序构指人工设计制造的特定结构单元堆垛、排列方式,如有序结构、长、短程有序结构、梯度结构等。
功能基元序构的材料可以突破元素种类的限制,为探索具有变革性和颠覆性的高性能材料提供了更大的空间。
一、科学目标本重大研究计划瞄准材料科学前沿,通过功能基元序构构建高性能新材料,满足信息、结构、能源和极端服役条件对材料的需求,解决其中的关键科学问题与技术问题,揭示功能基元序构材料中蕴含的规律,建立相应的理论,发展材料设计的新原理和先进制备技术,逐步实现按需设计变革性和颠覆性新材料的目标,提高我国在材料科学领域的整体创新能力。
二、核心科学问题本重大研究计划将组织材料、信息、数理、化学等学科的科学家共同开展研究,拟解决的核心科学问题如下:(一)功能基元的本征特性(如物理化学性质、微纳结构、形态、尺寸、分布等)对宏观性能的影响规律及其调控机理,关注功能基元的临界尺寸效应和量子限域效应,明确功能基元(如铁电畴、铁磁畴、孪晶、组分、结构、低维量子材料、人工谐振单元等)与材料的宏观性能(如力、热、光、声、电、磁)之间的关联,发现和构筑影响材料宏观新奇物性的关键功能基元。
(二)序构对材料宏观性能优化增强的作用规律。
序构(如有序结构、长、短程有序结构、梯度结构、无序结构等)引发的功能基元间的耦合、增强效应;明晰序构影响材料宏观性能的物理机制。
(三)功能基元序构的协同关联效应。
揭示功能基元序构的协同关联作用机制;发现超越功能基元本身的高性能,甚至全新的性能;阐明“功能基元+序构”与宏观性能的关联;建立按需设计功能基元序构高性能材料的方法。
(四)功能基元序构高性能材料的制备科学与表征技术。
基于基元理论的改进功能分析方法研究张文林;成思源;杨雪荣【摘要】以可拓学的基元理论和TRIZ(发明问题解决理论)功能模型分析方法为基础,研究一种集两种理论优点的改进功能分析方法.首先阐明了基元理论和TRIZ功能模型分析方法,在对两种分析理论充分理解的基础上设计并阐明了改进功能分析方法的过程和步骤,并以牙刷为案例对新方法的具体实施过程和应用进行了说明和论述.改进的功能分析方法具有可拓基元对问题的形式化表示和信息挖掘的特点,同时具有TRIZ功能模型直观形象地表示系统结构和组成的特点,是一种更加全面有效的问题分析方法.【期刊名称】《广东工业大学学报》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】6页(P10-15)【关键词】可拓学;TRIZ;基元理论;功能分析【作者】张文林;成思源;杨雪荣【作者单位】广东工业大学机电工程学院;广东工业大学机电工程学院;广东省创新方法与决策管理系统重点实验室,广东广州 510006;广东工业大学机电工程学院;广东省创新方法与决策管理系统重点实验室,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TH122在创新驱动发展的今天,创新方法已经成为了各行各业不断改革和发展的有力武器. 而创新设计中,分析问题是认识和解决问题的关键,对此,很多创新理论也都提出了多种分析方法,如帕累托分析法[1-2]、鱼骨图分析法[3]、头脑风暴法[4]等,但这些方法往往是各有所长,又各有所短. 可拓学[5]和TRIZ[6-7]是两种比较成熟和系统的创新理论和方法体系,但同样存在一些问题,李苏洋、杨春燕等[8]就深入地分析比较了可拓学与TRIZ解决矛盾问题的不同. 也为此,很多学者开始研究理论间的相互结合,从而来达到取长补短的目的. 仇成等[9]比较了TRIZ和可拓学的差异以及分析了两者之间的内在联系. 周贤永[10]运用可拓学研究了TRIZ物场分析、40条原理等的内在机理. 江帆等[11]将两者融合提出了一种解决矛盾问题的一般方法.本文将TRIZ功能分析方法[6]和可拓学基元理论进行融合,利用基元理论对一般问题形式化表示的特点,更深入地理解和挖掘问题的信息,同时,利用TRIZ功能分析方法系统化、层次化表示问题的特点实现对问题系统层次的直观快速的理解和把握. 基于此,提出了一种集两种方法优点的问题分析和信息挖掘的功能模型分析方法.1 基于基元理论的改进功能分析方法1.1 TRIZ功能分析方法TRIZ的功能模型分析方法[12-14]是一种分析问题的工具. 功能模型分析是现代TRIZ理论的一大基础理论,并且是TRIZ工程应用中使用最广泛、最有效的工具. 其由以下3部分组成.(1) 组件分析.组件分析就是按照系统层级对各层级组件进行划分,以此来识别和认识问题. 比如要分析汽车,可以从系统的发动机、轮子和变速箱,以及超系统的汽油、空气等来划分组件.(2) 相互作用分析.相互作用分析是在组件分析的基础上,进一步研究组件间的相互关系. 一般采用矩阵表格来辅助分析,形式如表1所示.表1 组件相互作用分析表Tab.1 Component interaction analysis table发动机+ - + +变速箱 + - +轮子 - +汽油 +空气该矩阵表格中“+”号表示两组件间有相互作用,而“-”号表示没有相互作用. 通过这样的表格辅助相互作用分析,能够很大程度上减少组件间作用关系的遗漏,使分析条理清晰.(3) 建立功能模型.功能建模是功能分析的最后一步,其描述了系统或超系统组件的功能、用途和性能水平等特征. 一般表示形式如图1所示.通过模型中的方框形状,图线类型和文字等来表示各组件间的关系和问题,如此实现问题从局部到整体的认识.图1 功能模型Fig.1 Functional model1.2 基元理论在可拓学中,为了形式化描述事物,建立了基元理论,将事物分为物、事、关系3部分,建立了物元、事元、关系元的概念. 同时,在基元中定义对象O、特征C、(特征的)量值V为基元三要素.基元的一般表达式记作建立物元、事元、关系元就是对一般问题建模的过程,在此过程中通过基元的分类从不同的角度认识问题,同时在挖掘基元对象特征和量值的过程中加深对问题本质的理解. 而建立基元模型另一大优点就是使得通过计算机解决一般问题成为了可能,这也是可拓学在人工智能快速崛起的今天和未来能够具有深远发展的突出优势所在[15].1.3 集成的功能分析方法由基元理论我们知道,基元模型的优点是能够对研究对象通过特征的挖掘加深理解,模型所包含的信息量大,同时,基元的表达方式易于实现计算机对问题的理解,而且,在可拓创新方法中根据基元理论形成了多种创意生成方法[16-17]. 但基元模型(包括可拓论中基元的运算)在工程应用解题时缺乏对于所研究系统或对象的整体直观描述. 而TRIZ功能分析方法则具有系统性分析问题的特点,同时功能模型还表示出了研究对象所存在的问题,但TRIZ功能分析法对于组件和相互作用(或功能)的理解较为抽象,缺乏对其组件本身特性的认识.由于可拓学与TRIZ都是问题分析和解决的一种理论,在理论本质上具有诸多的相通之处,故本文通过分析基元理论与TRIZ功能模型间的相似相容特性,建立一种集成的功能分析方法. 该方法由如下3步组成.(1) 组件物元分析.首先进行组件分析,然后利用基元的表示方法对组件建立基元模型. 由于组件是由工程系统或超系统中物质或场组成,其本质是一种物质,故该步骤中建立的基元均为物元.本方法中为了能从物元名字区分系统和超系统组件,故规定物元符号名下标采用两位数标注,第一位数可为0、1、2,“0”表示超系统层级,“1”表示当前系统层级,即研究对象(因其一般为一个,故下标可设为10),“2”表示子系统层级;第二位数为0~9或阿拉伯字母,表示在本层级中的编号.(2) 相关分析及事元、关系元建模.TRIZ功能分析中相互作用分析是通过矩阵表的形式来逐一的比较各组件,从而整理清楚组件间的相互联系和影响. 而基元理论的相关分析是研究基元与基元间的关系,以形式化的方法使人更清晰地了解事物之间的相互关系和相互作用的机理. 可见,对组件物元进行相互作用分析的过程,实则也是对组件物元间相关性分析的过程,不同点是相关分析还包括基元内部特征间的相关关系的分析.又由于相互作用分析本质是研究组件间的作用行为和联系方式,因此组件相互作用可以采用事元来形式化表示. 子系统组件间存在结构关系,可以通过关系元来表示. 因此作用分析矩阵表中子系统组件间的“+”可以采用一个事元和一个关系元表示,而子系统组件与超系统组件间的“+”可以用一个事元来进行表示. 如此,即完成了相互作用分析的形式化表示,以及通过形式化表示达到对相互作用关系更深入理解的目的.在相互作用形式化表示中,为了通过基元模型的字符能够定位到是哪两个组件间的作用或关系,以及更直观地判断出该相互作用的好坏,规定事元名称下标采用4位数和一个字母标注. 这4位数由组件物元的下标组成,其两物元下标的先后顺序根据两组件间作用所产生功能的载体和受体的身份进行前后排序,如A0102,表示M01为功能载体,M02为功能受体;最后一位字母采用E、S、H,分别代表作用过度、作用不足、作用有害,若不是这3种作用,则最后一位就为空,如A0121和A2402H. 规定关系元名称下标采用4位数标注,同样也由该关系的两物元下标组成,并根据前项与后项进行下标前后排序,如R2122,表示前项为M21, 后项为M22. 通过如此的规定,继而从事元和关系元的名称就能知道该功能事元或关系元是由谁发出的,能够快速索引到相应的组件物元,并能够了解到该作用的基本情况是好是坏.(3) 建立功能关系导图.在上述相关分析及事元、关系元建模的基础上建立功能关系导图,如图2所示. 导图中以事元为节点,以有向线段为方向形成主体导图构架. 一个事元表示了两个物间的关系,而两个事元间的关系,通过中间物元来联系,如图2中A0121与A2122,下标中21所指示的物元M21为A0121所示功能的受体,又为A2122所示功能的载体,故M21是一个中间物元,并用箭头从A0121指向A2122. 以此类推,从而建立起事元间的联系.导图中带中括号的事元表示该节点事元指向的两物元间不可忽视的反向作用,并建立出事元,如图中A0222H. 导图中的关系元表示所指向的物元间的结构关系,一般存在于子系统的物元间. 功能相关导图实则是将基元和相关关系进行整合、梳理,并将其图形化表示的过程,从而使得建立的理论化、形式化的物元、事元、关系元在引导创新的过程中表现得更加的形象和直观.图2 功能关系导图Fig.2 Function relation guide graph1.4 应用通过导图直观、形象的描述方法能够清楚了解系统各相关组件的种类、数目、组件间的作用关系和系统存在的功能问题. 同时,基元模型又提供了大量具体而细致的信息,为问题的理解和创新提供了更为详细的信息. 另外,引入基元建立的导图,由于基元理论形式化描述问题的特点,为导图实现计算机智能理解提供了有利的条件和实现的可能性.在产品创新时,在该方法分析的基础上,利用发散分析方法对所建基元进行拓展,从而生成更多的创意,然后,在功能关系导图的基础上利用可拓变换生成新的可行设计方案. 最后,还可以利用优度评价方法进行方案筛选. 在做专利规避时,裁剪和替换是常用方法,然而怎样裁剪?怎样替换?这些问题在TRIZ中没有给出明确的解题方向,更多的是需要自己去尝试. 而引入基元理论的功能分析方法,可以通过功能与基元特征间的关系为裁剪提供方向指导,也就是通过分析裁剪组件的功能所对应特征的特点,然后,在导图中搜索与其相关的其他组件,这些组件就是裁剪后所产生问题的可能解题突破口. 在替换规避时,可以从替换组件的特征理解功能的机理,然后寻找具有不同机理、相同功能的组件来进行替代,同时,通过导图还可以考虑到与替代相关的组件的变化.2 案例分析以牙刷为研究对象,分析过程如下.2.1 组件物元分析组件物元分析包括组件分析和组件的物元建模两部分.牙刷的组件分析按系统层面可划分为:(1)当前系统:牙刷M10;(2)超系统组件:手M01、牙齿M02、牙膏M03、牙渍M04、牙龈M05;(3)子系统组件:刷柄M21、刷颈M22、刷头M23、刷毛M24. 组件分析完成后,组件按划分进行物元建模如下.当前系统:超系统:子系统:2.2 相关分析及事元、关系元建模通过上述组件物元建模后,首先进行组件的相互作用分析,如表2所示,然后对表中具有相关关系的组件建立事元,以及对子系统组件间的相关关系建立关系元. 表2 牙刷相互作用分析Tab.2 Analysis of the interaction of toothbrush手M01 - - - - + - - -牙齿M02 + + + - - - +牙膏M03 + + - - + +牙渍M04 - - - - +牙龈M05 - - - +刷柄M21 + - -刷颈M22 + -刷头M23 +刷毛M24矩阵表中,手M01与刷柄M21间的“+”蕴含着事元再如刷柄M21和刷颈M22两子系统组件间“+”蕴含着事元和关系元将矩阵表格中每一个“+”都建立起事元,或事元和关系元. 在TRIZ相互作用分析获得对组件间作用和相关关系的抽象认识后,通过基元来具体化、形式化表示作用和关系.2.3 建立功能关系导图通过组件物元分析和相关分析及事元、关系元建模,建立牙刷的功能关系导图如图3所示.图3 牙刷的功能关系导图Fig.3 Functional relation map of toothbrush2.4 应用在集成功能分析方法对牙刷进行分析、基元建模以及建立功能关系导图的基础上,对牙刷进行创新设计,首先利用发散分析对基元进行发散,然后利用可拓变换产生方案,变换时注意相关组件间变换的传导性. 如对人手M01发散.由此可对人手M01作置换,变换为M01″,即作根据导图知存在相关性:M01~M21. 手的变换必然要引起刷柄的改变,即存在变换01T21,使得因此可设计一种可套在手上的牙刷.在对牙刷利用裁剪法进行专利规避时,如裁剪掉刷柄M21,由导图可知,刷柄M21作为功能载体发出的功能是A2122支撑功能,由功能与特征间的关系可知,支撑功能的实现主要是因为刷柄M21具有“长度”和“形状”的特征. 又由导图可知,与刷柄M21相关的组件包括手M01和刷颈M22,且都有“长度”、“形状”(或“体积”)特征,因此,通过分析可将刷颈设计成空心,手指可插入,从而用手指来实现刷柄的支撑功能. 用替换进行规避,如刷毛M24实现承载牙膏的功能,分析可知,刷毛运用的机理是利用细长物具有的“柔性”和密集刷毛形成的“体积”来实现的承载功能,所以可从具有“柔性”和“体积”特性的两方面思考. 对刷毛刷毛M24做如下发散,作基元对象的置换变换橡胶的“柔性”来替代刷毛的“柔性”. 对进行“一对象多特”发散,从发散可知,橡胶具有“体积”和“上/下表面”的特征,因此综合考虑可将“刷毛”设计成橡胶材质、长方形,上表面粗糙、下表面光滑的形状.3 结语集成基元理论和TRIZ功能分析法的改进功能分析方法,是在深入理解基元理论和TRIZ功能分析理论的基础上,根据两种理论出发点——分析和解决问题的共性,发掘两种理论相似相融的契合点,进而将两种理论有机结合,形成一种优势互补的分析方法. 它利用TRIZ功能分析法的系统性分析问题的特点,克服了利用基元分析问题时理论化较强而导致的对系统直观抽象认识不足;而基元的形式化表示方法,特别是基元建模过程中基元特征的挖掘和量值的设置,使得研究人员对问题产生更细致和深入的理解,为后续的解题和再创新提供了非常有利的条件. 而最终建立的功能相关导图,更是直观形象地表示出了整个系统的组成和关系. 因此,这种改进的问题分析方法将会为我们分析和理解问题带来更加实用、高效的认识途径.在倡导创新驱动发展的时代,创造力的持续产生已经不能简单地依靠人的聪明才智和经验积累,而更多地需要方法的指导. 而创新的首要问题——分析和认识问题往往直接决定最终的创新效果. 创新方法的发展如果能够包容性地集各家之所长,也将是创新方法本身发展的一种途径.参考文献:【相关文献】[1]简单, 李艺, 袁琴. 基于帕累托分析法的操作成本主因素分析[J]. 中外企业家, 2017(19): 93.[2]胡仁深. 一种简捷的参数设计分析法——帕累托分析[J].电讯技术, 1995(3): 44-49.HU R S. 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TRIZ理论体系结构图
TRIZ理论体系结构图
TRIZ理论体系结构图
TRIZ(萃智)理论也称发明问题解决理论(Theory of Inventive Problem Solving,TRIZ是其俄文首字母缩写),是由前苏联发明家阿奇舒勒为首的研究团队通过对250万件高水平发明专利进行分析和提炼之后总结出来的指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。
TRIZ(萃智)理论以辩证法、系统论和认识论为哲学指导,以自然科学、系统科学和思维科学的研究成果为根基和支柱,以技术系统进化法则为理论基础,包括了技术系统和技术过程、(技术系统进化过程中产生的)矛盾、(解决矛盾所用的)资源、(技术系统的进化方向)理想化等基本概念。
TRIZ(萃智)理论提供了分析工程问题所需的方法,包括矛盾分析、功能分析、资源分析和物场分析等,同时还提供了相应的问题求解工具,包括技术矛盾创新原理、物理矛盾分离原理、科学原理知识库和发明问题标准解法等。
TRIZ(萃智)理论
针对复杂问题的求解提供了发明问题解决算法(ARIZ),同时TRIZ (萃智)理论还包括了一些创新思维的方法,例如九屏幕法、智能小人法、金鱼法等等。
数学高二必修一知识点:算法基本逻辑结构高中最重要的阶段,大家一定要掌握好高中,多做题,多练习,为高考奋战,小编为大家整理了数学2021年高二必修一知识点,希望对大家有协助。
(1)顺序结构:顺序结构是最复杂的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序停止的,它是由假定干个依次执行的处置步骤组成的,它是任何一个算法都离不开的一种基本算法结构。
顺序结构在顺序框图中的表达就是用流程线将顺序框自上而下地衔接起来,按顺序执行算法步骤。
如在表示图中,A 框和B框是依次执行的,只要在执行完A框指定的操作后,才干接着执行B框所指定的操作。
(2)条件结构:条件结构是指在算法中经过对条件的判别依据条件能否成立而选择不同流向的算法结构。
条件P能否成立而选择执行A框或B框。
无论P条件能否成立,只能执行A框或B框之一,不能够同时执行A框和B框,也不能够A框、B框都不执行。
一个判别结构可以有多个判别框。
(3)循环结构:在一些算法中,经常会出现从某处末尾,依照一定条件,重复执行某一处置步骤的状况,这就是循环结构,重复执行的处置步骤为循环体,显然,循环结构中一定包括条件结构。
循环结构又称重复结构,循环结构可细分为两类:①一类是当型循环结构,如下左图所示,它的功用是当给定的条件P成立时,执行A框,A框执行终了后,再判别条件P能否成立,假设依然成立,再执行A框,如此重复执行A 框,直到某一次条件P不成立为止,此时不再执行A框,分开循环结构。
②另一类是直到型循环结构,如下右图所示,它的功用是先执行,然后判别给定的条件P能否成立,假设P依然不成立,那么继续执行A框,直到某一次给定的条件P成立为止,此时不再执行A框,分开循环结构。
留意:1循环结构要在某个条件下终止循环,这就需求条件结构来判别。
因此,循环结构中一定包括条件结构,但不允许死循环。
2在循环结构中都有一个计数变量和累加变量。
计数变量用于记载循环次数,累加变量用于输入结果。
基金委基元序构
国家自然科学基金委员会(基金委)近期发布了功能基元序构的高性能材料基础研究的重大研究计划项目指南。
该研究计划的核心在于探索和构建以功能基元为基本单元,通过特定空间序构方式构成的具有突破性宏观性能的高性能材料。
这些“功能基元”是介于原子/分子尺度与宏观尺度之间的中间结构单元,它们可以通过人工设计制造成特定的排列方式,如有序结构、长/短程有序结构和梯度结构等。
这种新型材料的研究能够超越传统元素种类的限制,为发现变革性和颠覆性的高性能材料提供更广阔的可能。
科学目标是揭示功能基元序构的协同关联作用机制,发现超越单个功能基元本身的高性能甚至全新性能,阐明“功能基元+序构”与宏观性能的关系,建立按需设计功能基元序构高性能材料的方法。
此外,该重大研究计划还明确了资助方向和计划,鼓励对功能基元序构材料的基本原理、材料逆向设计、太赫兹材料器件和超高性能结构材料等方向进行探索性研究。
拟资助的项目包括培育项目10项,直接费用平均资助强度约为60万元/项,资助期限为3年。
有序微结构材料是指由具有特定形状和大小的微结构单元组成的材料。
这些微结构单元的设计及组装调控对材料的性能具有重要影响。
在有序微结构材料中,微结构单元的形状、尺寸、排列方式等参数都可以通过合理设计和精密组装来实现。
本文将重点探讨有序微结构材料的基元设计及组装调控的相关内容。
1. 有序微结构材料的基元设计有序微结构材料的基元设计是指通过调控微观结构单元的形状、尺寸、组成等参数,实现对材料性能的精细调控。
基元设计涉及到材料的化学成分、晶体结构、形貌特征等方面。
在基元设计中,可以通过合理选择材料的组成元素,调控晶格结构,控制晶粒尺寸和形貌等方式来实现有序微结构材料的设计。
2. 有序微结构材料的组装调控有序微结构材料的组装调控是指将设计好的微结构单元按照一定的规律组装成具有特定结构和性能的材料。
这涉及到微结构单元之间的相互作用、排列方式、组装方法等方面。
在组装调控中,可以通过界面工程、表面修饰、自组装等手段来实现微结构单元的有序组装。
3. 基元设计与组装调控的结合应用有序微结构材料的性能往往受基元设计和组装调控的共同影响。
基元设计决定了单个微结构单元的性质,而组装调控则决定了微结构单元之间的相互作用和整体性能。
将基元设计与组装调控相结合,可以实现对有序微结构材料的全方位调控。
4. 发展趋势及展望随着纳米技术、材料科学等领域的快速发展,有序微结构材料的基元设计及组装调控将会成为材料研究的重要方向之一。
未来,随着科学技术的进步,人们将能够更加精确地设计和组装微结构单元,实现对材料性能的精细调控。
有序微结构材料将会在能源、环境、生物医学等领域发挥重要作用,为人类社会的可持续发展做出贡献。
有序微结构材料的基元设计及组装调控是材料科学研究中的重要课题,对于推动材料科学的发展和应用具有重要意义。
通过合理设计和精密组装,有序微结构材料将会为人类社会带来更多的创新和发展机遇。
5. 实际应用领域有序微结构材料的基元设计及组装调控在多个领域具有广泛的应用前景。
拓扑功能基元序构拓扑功能基元序是指在网络拓扑中的基本功能单元,它们是网络中最小的拓扑结构,通过它们的组合可以构建出各种复杂的网络结构。
在现代网络中,拓扑功能基元序扮演着至关重要的角色,它们决定了网络的稳定性、效率和可靠性。
本文将介绍几种常见的拓扑功能基元序,包括星型拓扑、环型拓扑、总线拓扑、树型拓扑和网格拓扑,以及它们之间的相互关系和应用。
一、星型拓扑星型拓扑是一种最简单的网络结构,它由一个中心节点和若干个周边节点组成,中心节点与周边节点之间通过点对点连接相连。
在星型拓扑中,中心节点负责调度数据的传输,周边节点则只负责将数据传输给中心节点。
星型拓扑的优点是易于部署和管理,但缺点是中心节点成为单点故障。
星型拓扑在实际中的应用非常广泛,特别是在局域网络和城域网络中。
例如,在一个办公楼中,可以使用星型拓扑将每个办公室的电脑连接到一个集线器上,集线器再与服务器相连,这样可以方便地实现办公楼内的局域网络。
二、环型拓扑环型拓扑是一种呈环状分布的网络结构,每个节点都与相邻的节点相连,最后一个节点又与第一个节点相连,形成一个闭合的环。
在环型拓扑中,数据可以通过相邻节点之间的链路进行传输,也可以通过整个环的节点进行传输。
环型拓扑的优点是具有很高的容错性,因为任何一个节点出现故障都不会影响整个网络的运行。
环型拓扑在实际中的应用相对较少,主要用于一些小型的网络环境中。
例如,在一个小型办公室中,可以使用环型拓扑将每个电脑连接成一个环,这样可以实现简单的数据共享和通信。
三、总线拓扑总线拓扑是一种线性分布的网络结构,所有的节点都连接在一条中心线上,节点之间通过总线进行通信。
在总线拓扑中,所有的节点都可以同时接收到总线上传输的数据,但只有目标节点才会处理数据。
总线拓扑的优点是简单易部署,但缺点是当总线出现故障时会影响整个网络的运行。
总线拓扑在实际中的应用比较广泛,特别是在以太网和局域网络中。
在一个办公楼或者工厂中,可以使用总线拓扑将所有的电脑连接到一个总线上,这样可以方便地实现办公楼或者工厂的局域网络。
机械设计学作业—功能原理设计问题:功能原理设计的几种求解思路是什么?查阅资料,各举一个本教材之外的实例说明之。
要求:图文并茂说明。
解答:功能原理共有五种求解思路,它们分别是几何形体组合法、基本机构组合法、物—场分析法(s-Field法)、技术矛盾分析法、物理效应引入法。
不同的求解思路用以解决不同的功能类型。
功能的基本类型可分为“动作功能”和“工艺功能”,动作功能又可分为“简单动作功能”和“复杂动作功能”,而这两种基本功能可能同时又是“综合技术功能”和“关键技术功能”。
下图表示了功能类型的分类情况。
其中,简单动作功能可用几何形体组合法构思,复杂动作功能用基本机构组合法进行构思,关键技术功能运用技术矛盾分析法,综合技术功能用物理效应引入法构思,工艺功能用物—场分析法(s-Field法)构思。
下面进行具体分析。
一、几何形体组合法简单的动作功能是由两个或两个以上的具有特殊几何形状的构件组成,利用它们形体上的特征,可以实现互相动作或锁合动作。
如果要创造一种新的简单动作功能,可以以几何形体组合法作为参考求解思路来进行构思。
在运用几何形体组合法时,首先要明确“功能目标”,然后针对功能目标,对几个构件上的几何形体进行构思。
实例:螺纹螺纹在工程中的应用非常广泛,生活中也处处离不开螺纹。
利用两个构件螺纹形状的啮合,可实现各种功能。
它的作用非常广泛,如联接、传动、密封等。
联接功能的如螺母螺栓,传动功能的如螺杆,密封功能的如瓶盖。
螺母螺栓螺杆矿泉水瓶二、基本机构组合法复杂动作功能以采用常用基本机构为主,例如凸轮、多杆机构和齿轮等,组合起来实现复杂运动。
其设计已有很成熟的理论和经验,所以即使这类功能原理要实现相当复杂的功能目标,但比起“简单动作功能”的设计要容易得多。
“复杂动作功能”的设计求解思路是基本机构组合法。
即将各种基本机构组合起来,实现发展动作功能。
实例:液体包装机去年我们机械设计课程设计的液体包装机的功能就是一个典型的复杂动作功能。
晶体中结构基元的确定一. 结构基元与点阵晶体的周期性结构使得我们可以把它抽象成“点阵”来研究. 首先确定晶体中重复出现的最小单元, 作为结构基元. 各个结构基元相互之间不但化学内容完全相同, 而且它们所处的环境也必须完全相同. 每个结构基元可以用一个数学上的点来代表, 称为点阵点或结点. 于是, 整个晶体就被抽象成了一组点, 称为点阵.尽管实际晶体的大小有限, 但从微观角度来看, 原子数目仍然极多, 而且处于内部的原子数目远远多于表面. 所以, 不妨将晶体看作无限重复的周期性结构, 相应地, 点阵也就包含无穷多的点阵点了.二. 结构基元与点阵点(1)一维周期性结构与直线点阵我们首先以几种简单的一维周期性结构为例, 说明如何从周期性结构中辨认结构基元(右图中用方框标出), 进而画出点阵. 应当说明, 将结构基元抽象为点阵点以后, 点阵点放在何处是任意的, 但所有点阵点的放置必须采用同一标准:由图可见, 并非每个原子或化学单元都能被看作结构基元.再看两个更实际也稍微复杂的问题——硒的螺旋链和伸展聚乙烯链:一维周期性结构中的结构基元硒螺旋链和伸展聚乙烯链的点阵在此基础上, 再将周期性结构扩展到二维和三维.(2)二维周期性结构与平面点阵实例1:Cu晶体的一种密置层(111).每个原子是一个结构基元,对应一个点阵点(图中平行四边形是一个平面正当格子).实例2: 石墨层下图是石墨晶体的一层, 右下图中的小黑点是抽象出的平面点阵(为了比较二者的关系, 暂时将平面点阵放在了石墨层上)为什么不能将石墨层的每个C原子都抽象成点阵点呢?这就必须从点阵的数学定义来理解了.不难想象, 若将所有结构基元沿某一方向平移到相邻或不相邻的另一个结构基元位置上, 晶体不会有任何变化(当然是假设不考虑表面原子) , 或者说可以复原. 相应地, 若将所有点阵点沿此方向平移到相邻或不相邻的另一个点阵点位置上, 点阵也不应当发生任何变化. 现在, 可以从数学角度给出点阵的定义:点阵是按连接其中任意两点的矢量将所有的点平移而能复原的一组无限多个点.石墨层及其点阵假设石墨层上每个C原子都抽象成点阵点, 得到的是如下的一组无限多个点, 但这并不是点阵! 试选择一个矢量a , 将所有“点阵点”沿此方向平移,请看能够复原吗?实例:NaCl(100)晶面(左下图). 矩形框中是一个结构基元,包括一对正负离子Na+和Cl-, 可抽象为一个点阵点. 安放点阵点的位置是任意的,但必须保持一致. 这样就得到了点阵(右下图):石墨层点阵的错误抽取法 NaCl(100)晶面(a)及其点阵(b)或等价地画成下图. 矩形框中的内容是与上述相同的一个结构基元,也包括一对正负离子Na+和Cl-:(3)三维周期性结构与空间点阵下面是一些金属单质的晶体结构,依次叫做立方面心、立方体心和立方简单.其中, 属于立方面心的金属有Ni Pd Pt Cu Ag Au等; 属于立方体心的金属有Li Na K Cr Mo W等; 属于立方简单的金属很少.如何将这些金属的晶体结构抽象成点阵呢?立方面心、立方体心和立方简单金属单质(每一个原子对应一个点阵点)这里的每一个原子就是一个结构基元,从而都可以被抽象成一个点阵点. 所以,点阵看上去与晶体结构一样, 只是概念上有所不同.CsCl型晶体中A、B是不同的原子,不能都被抽象为点阵点. 否则,得到的将是错误的立方体心点阵. 立方体心点阵虽然不会违反点阵的数学定义,却不是CsCl型晶体的点阵!若把立方体心点阵放回到该晶体中,则如图所示的平移操作将把A与B位置互换,而不能使晶体结构复原.正确的做法是按统一的取法把每一对离子A-B作为一个结构基元,抽象成为一个点阵点. 点阵点可以放在任意位置,但必须保持一致(例如都放在A处),就得到正确的点阵——立方简单.同理,NaCl型晶体中,A、B离子不能都被抽象为点阵点,而是每一个离子对A-B按统一的方式构成一个结构基元,抽象为一个点阵点. 于是,点阵成为立方面心:CsCl型晶体的点阵不是为立方体心的原因将CsCl型晶体抽象成立方体心点阵的做法NaCl型晶体及其点阵如果说CsCl型和NaCl型晶体中都有A、B两种不同的原子, 因而不能都被抽象为点阵点的话,金刚石中的C原子都能被抽象为点阵点吗?假若可以这样做的话,得到的“点阵点”看上去与晶体中原子的分布相同. 现在, 请你根据点阵的数学定义来检验. 例如, 按图中箭头所示将所有点进行平移,这组点能复原吗?不能. 说明这组点违反了点阵的定义, 本身就不是点阵! 更别说是金刚石晶体的点阵了.正确的做法是按统一的取法把每一对原子C-C作为一个结构基元,抽象成为一个点阵点,就得到正确的点阵——立方面心.类似地, 六方金属晶体(例如Mg)也不能将每个原子都抽象为点阵点. 否则,得到的所谓“点阵”也是违反点阵定义的, 本身就不是点阵. 将这种错误的“点阵”作用于晶体并不能使之复原:正确的做法是按统一的取法把一对原子Mg-Mg作为一个结构基元,抽象成为一个点阵点,就得到正确的点阵——六方简单:金刚石晶体的点阵为立方面心的理由 Mg晶体结构. 右图是一个晶胞错误的点阵不能使Mg晶体复原从Mg晶体中抽象出六方简单点阵这些实例表明,将晶体抽象成点阵的关键是正确地辨认结构基元.为了避免出错,当你把一种晶体抽象成一组点以后,应当问自己两个问题:1. 这一组点符合点阵的定义吗? 将金刚石、Mg晶体中每个原子都抽象成所谓的“点阵点”, 得到的一组点就违反了点阵定义, 所以不是点阵.2. 它是所研究晶体的点阵吗? 将CsCl型、NaCl型晶体中的每个原子都抽象成点阵点,得到的一组点并不违反点阵定义,但却不是所研究的晶体的点阵.。
功能基元序构
随着电子器件集成化程度越来越高,器件尺寸越来越接近摩尔定律极限,发展新型的功能器件,为器件设计提供新的自由度,成为一大前沿研
究课题。
多铁性材料一般指同时具有铁电性与铁磁性的一类多功能材料,
它能同时对外加磁场和外加电场产生信号响应,在大规模信息存储、非易
失性随机存取、存算一体等下一代新型微电子器件设计中具有重要的科学
意义和应用前景。
基于负压力效应的(EuTiO3)0。
5:(MgO)0。
5垂直有序纳米复合薄膜
在铁电-铁磁转换和自旋-轨道耦合效应等方面展现出巨大的前景。
这项研
究工作证明,三维应变产生和垂直有序界面是负压力效应的两个关键因素。
此外,负压力效应可以调控多铁材料中自旋-轨道耦合,我们建立了理论
模型来解释两者之间的相互作用效应。
该工作为实现单相多铁性物性调控
效应开辟了新的道路,对未来的单相多铁材料和磁电耦合应用发展提供理
论和实验基础。