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摘要：任何的机械产品都具有高度的结构组织性，产品的功能是否能够完全发挥，甚至于是否能够有所发展，均与其机械装配的结构组织性有着非常密切的联系。基于此本文结合生物学理论，对机械装备结构的不确定性以及度量方法进行了相关的研究。
关键词：机械装配结构；组织性；概率
中图分类号：TG95
对于一个机械产品的设计而言，在其概念设计机端，就需要对各个零部件的装配结构进行全方面的研究，一定要尽可能的保证他们有着较好的装配结构。任何一个机械产品各零部件的装配结构都不可能随意设计，必须按照最终的设计目标，在一定的生产条件下，按照规定标准、结构，使用特定的工艺进行产品设计、制造以及装配整个过程。随着研究人员的不断深入探索发现，机械系统在一定程度上与生物结构有着非常多的相似之处，这对于机械装配结构组织性相关理论的研究开辟了新的道路。总结出了机械装配的不确定性，如何进行度量就是下一步所需要研究的重要内容。
1、机械系统与生物学的结构相似性
上世纪中期仿生学的概念被提出，这是一门根据生物结构、功能以及作用原理，通过特殊的工程技术手段，实现机械特殊功能的学科。人类的胳膊就像机械臂一样，也可以抽象的看作是有很多个连杆、转动关节以及牵引装置所构成。在结构上，二者有着非常多的相似之处。这实际上就是仿生学的一个研究内容。按照系统论的相关理论可以看出，生物体均是由很多种具有不同功能的器官所组成的，如呼吸器官、消化器官等等；这些器官又是由很多种组织所构成，如肌肉组织、神经组织等等；每一个组织又可以细分为很多种细胞，如白细胞、红细胞等等；多种化学元素又共同构成了每一个细胞。这些细分方式是按照不同组成部分的形态来划分的，相较于传统机械系统而言，也就是按照不同结构来进行划分的。假设生物体的划分是从不同结构所起到的作用角度来进行划分，那么生物体中的肌肉所起到的作用就是传递能量，并且可以将生物体按照肌肉所起的不同的作用进行细分。所以，有些研究人员就基于这个思想，将一个生物体划分为多层次结构。相应的，机械产品如果也按照功能来进行划分，那么也具有多层次结构：机械装配结构、机械外形、机械的每一个基本组成零件。
2、机械装配结构系统组织不确定性
所谓不确定性，也就是说某一个事件或者决策可能出现的结构不止一个。联系到机械产品的概念设计，如果按照功能需求来选择机械装配的结构以及各种零部件，那么整个机械产品就会出现大量的不确定性。
（1）选择不确定性
想要达到某一功能，机械装配结构可以有很多种选择。最简单的一个例子就是，不管是使用直齿圆柱齿轮传动，还是斜齿圆柱齿轮传动，均可以实现异向转矩传递。在对机械装配结构进行设计时，选择哪种结构才最合理就需要进行全面深入的研究，这里就会出现不确定性。
（2）特征不确定性
机械装配结构确定之后，相应的也就确定了这个结构所需要的零件，第一种选择不确定性也就相应的消除，也就是说保证了在该粒度下的有序。但是此时新的不确定性又出现了，就是组成机械的所有同类型零件其特性并不一定完全相同，不能够保证所使用的零件均能够达到某一个标准。
（3）配合不确定性
在机械装配结构以及零件选择均确定之后，第一种选择不确定性以及第二种特征不确定性也就相应的消除，但是任何一个机械任务的完成均不可能只有一种机械装配结构参与，它需要多个机械装配结构的协同配合，才能够保证整个任务的有序进行。一旦多个机械装配结构共同参与到某一个机械任务当中来，那么这些结构相互之间的如何装配，相互之间如何配合就会形成新的不确定性。
3、机械装配结构系统不确定性的度量
通过对机械装配结构系统不确定性的分析不难得到，研究不确定性实质上就是研究某一种决策发生的概率问题。也就是像图1所表示的那样，主因子A在与下层结构建立联系时有多种选择，既可以选择被因子B，也可以选择被因子C，但是两种选择中，A只能够选择其中之一，也就是说B与C二者被选择的概率均是50%。一旦A选择与C建立的相互之间的联系，那么对于A而言，选擇被因子C的概率就变为100%，选择被因子B的概率就是0。这实质上就是数学上的概率问题。
决策的确定对于整个机械产品的设计有着非常大的影响，设计的整个过程涉及到方方面面的决策确定。相应的，产品设计的完成也即是每一个决策的确定。实质上，这就是信息论中所提到的不确定性分析过程。在机械产品的设计过程中，所需要考虑到的不确定性非常之多，所需要做出的决策也同样很多，就像图2所示，整个系统中节点之间共有6种装配关系等待确定。通过信息论中离散信息分析理论以及概率论的知识可以知道，每一种装配关系在机械产品设计的整个过程中，所发生的概率是相同的：
参考文献
[1] 中国科学院先进制造领域战略研究组.中国至2050年先进制造科技发展线图.北京：科学出版社，2009.
[2] 王文旭.复杂网络的演化动力学及网络上的动力学过程研究[D].合肥：中国科学技术大学博士学位论文，2007（4）.
关键词：机械装配结构；组织性；概率
中图分类号：TG95
对于一个机械产品的设计而言，在其概念设计机端，就需要对各个零部件的装配结构进行全方面的研究，一定要尽可能的保证他们有着较好的装配结构。任何一个机械产品各零部件的装配结构都不可能随意设计，必须按照最终的设计目标，在一定的生产条件下，按照规定标准、结构，使用特定的工艺进行产品设计、制造以及装配整个过程。随着研究人员的不断深入探索发现，机械系统在一定程度上与生物结构有着非常多的相似之处，这对于机械装配结构组织性相关理论的研究开辟了新的道路。总结出了机械装配的不确定性，如何进行度量就是下一步所需要研究的重要内容。
1、机械系统与生物学的结构相似性
上世纪中期仿生学的概念被提出，这是一门根据生物结构、功能以及作用原理，通过特殊的工程技术手段，实现机械特殊功能的学科。人类的胳膊就像机械臂一样，也可以抽象的看作是有很多个连杆、转动关节以及牵引装置所构成。在结构上，二者有着非常多的相似之处。这实际上就是仿生学的一个研究内容。按照系统论的相关理论可以看出，生物体均是由很多种具有不同功能的器官所组成的，如呼吸器官、消化器官等等；这些器官又是由很多种组织所构成，如肌肉组织、神经组织等等；每一个组织又可以细分为很多种细胞，如白细胞、红细胞等等；多种化学元素又共同构成了每一个细胞。这些细分方式是按照不同组成部分的形态来划分的，相较于传统机械系统而言，也就是按照不同结构来进行划分的。假设生物体的划分是从不同结构所起到的作用角度来进行划分，那么生物体中的肌肉所起到的作用就是传递能量，并且可以将生物体按照肌肉所起的不同的作用进行细分。所以，有些研究人员就基于这个思想，将一个生物体划分为多层次结构。相应的，机械产品如果也按照功能来进行划分，那么也具有多层次结构：机械装配结构、机械外形、机械的每一个基本组成零件。
2、机械装配结构系统组织不确定性
所谓不确定性，也就是说某一个事件或者决策可能出现的结构不止一个。联系到机械产品的概念设计，如果按照功能需求来选择机械装配的结构以及各种零部件，那么整个机械产品就会出现大量的不确定性。
（1）选择不确定性
想要达到某一功能，机械装配结构可以有很多种选择。最简单的一个例子就是，不管是使用直齿圆柱齿轮传动，还是斜齿圆柱齿轮传动，均可以实现异向转矩传递。在对机械装配结构进行设计时，选择哪种结构才最合理就需要进行全面深入的研究，这里就会出现不确定性。
（2）特征不确定性
机械装配结构确定之后，相应的也就确定了这个结构所需要的零件，第一种选择不确定性也就相应的消除，也就是说保证了在该粒度下的有序。但是此时新的不确定性又出现了，就是组成机械的所有同类型零件其特性并不一定完全相同，不能够保证所使用的零件均能够达到某一个标准。
（3）配合不确定性
在机械装配结构以及零件选择均确定之后，第一种选择不确定性以及第二种特征不确定性也就相应的消除，但是任何一个机械任务的完成均不可能只有一种机械装配结构参与，它需要多个机械装配结构的协同配合，才能够保证整个任务的有序进行。一旦多个机械装配结构共同参与到某一个机械任务当中来，那么这些结构相互之间的如何装配，相互之间如何配合就会形成新的不确定性。
3、机械装配结构系统不确定性的度量
通过对机械装配结构系统不确定性的分析不难得到，研究不确定性实质上就是研究某一种决策发生的概率问题。也就是像图1所表示的那样，主因子A在与下层结构建立联系时有多种选择，既可以选择被因子B，也可以选择被因子C，但是两种选择中，A只能够选择其中之一，也就是说B与C二者被选择的概率均是50%。一旦A选择与C建立的相互之间的联系，那么对于A而言，选擇被因子C的概率就变为100%，选择被因子B的概率就是0。这实质上就是数学上的概率问题。
决策的确定对于整个机械产品的设计有着非常大的影响，设计的整个过程涉及到方方面面的决策确定。相应的，产品设计的完成也即是每一个决策的确定。实质上，这就是信息论中所提到的不确定性分析过程。在机械产品的设计过程中，所需要考虑到的不确定性非常之多，所需要做出的决策也同样很多，就像图2所示，整个系统中节点之间共有6种装配关系等待确定。通过信息论中离散信息分析理论以及概率论的知识可以知道，每一种装配关系在机械产品设计的整个过程中，所发生的概率是相同的：
参考文献
[1] 中国科学院先进制造领域战略研究组.中国至2050年先进制造科技发展线图.北京：科学出版社，2009.
[2] 王文旭.复杂网络的演化动力学及网络上的动力学过程研究[D].合肥：中国科学技术大学博士学位论文，2007（4）.