本文对产品设计及状态监测的若干关键技术进行了系统深入的研究,提出了一种基于层次策略与优先图的装配顺序规划方法,应用形位空间实现了产品运动功能描述及分析,完成了IP传感器的设计及实现,并提出了一种新的用于识别早期局部损伤的统计矩特征提取方法.本文的主要研究成果包括:1.提出了基于层次策略与优先图的装配顺序规划方法.其基本思想是,输入装配体的配合关系图与层次关系图,识别与存储装配体上各零件的约束方向集,层次提取它们的优先关系,然后针对每一层次获取并评价所有的优先图.根据装配体的配合关系图,提出了生成无向阻塞图的改进算法.利用存储的装配体上各零件的约束方向集与层次关系图,提出了生成每一层次优先图的算法.按照操作替换与图形转换方式,提出了可用于选择理想装配方案的优先图包含装配顺序数目的计算方法.2.将广泛用在机器人运动规划、测量等中的形位空间引入产品设计领域,通过剖析形位空间的构造方法与基本性质,根据产品设计过程的特点,分别从功能验证、装配规划、几何形状设计、运动误差推理、运动功能抽象等角度,建立了统一描述与分析产品运动功能的集成模型,并给出了应用实例.该集成模型有望为最终实现产品设计的一体化提供理论方法与技术手段.3.介绍了IEEE 1451标准及视情维护中存在的标准化问题,分析了这些标准之间的信息互操作性,分别提出了有线IP传感器的特点、体系结构、工作原理及设计方案,开发了网络化数据采集系统,结合DRHJ-A型环境状况监测实验台进行了网络实验,验证了IP传感器即插即用的网络化功能.同时提出了无线IP传感器的设计体系结构及其关键技术.4.以滚动轴承为对象,提出了用于识别早期局部损伤的新的统计矩特征提取方法.通过取原始信号的绝对值或平方值来矫正滚动轴承的振动数据,使得统计矩阶次为实数,为选择适当的统计矩特征数来监测轴承的早期损伤提供了更多柔性.基于提出的新的统计矩表示方法,得到了两个新的统计矩特征数.仿真与实验结果表明,这两个新的统计矩特征数整体上优于以前其他作者提出的统计矩特征数.