微器件概念设计中的功能设计

介绍了微器件概念设计中的功能设计方法及建模技术,在基于功能-效应-原理解的微器件概念设计模型框架下,对微器件的功能建模从功能定义、功能分解、功能结构图建立等方面进行了阐述,并建立了微器件功能模型.该模型既适用于新器件的创新设计,也适用于已有产品的变型设计,它是微器件概念设计求解问题的基础.     

基于功能基的产品概念设计模型研究

阐述了用于产品功能建模的功能基；描述了基本功能基的产品功能模型及元功能、功能对象等的表示方法；建立了元功能层、功能对象层、行为层和行为关系层的机械产品概念设计模型框架，能方便地进行产品概念设计。以实例设计对概念设计模型进行了说明。     

本体论在机械产品功能建模中的应用

概念设计是产品设计中最重要的部分,将本体论的原则与方法引入机械产品概念设计领域,建立了基于本体的产品功能信息模型,并提出以功能本体为基础建立产品功能结构的方法.最后,以果汁机功能设计为例说明了功能本体模型在产品设计中的应用.     

功能建模法在橡胶分卷机概念设计中的应用

产品的功能设计是概念设计中极为重要的一环,概念设计过程的实质就是一个产品的功能定义、功能分解、功能组合、功能结构的实现并进行方案优化的过程.产品的功能模型对产品的功能语义和功能行为进行描述和表达,在产品设计和分析中具有重要的作用.对功能、功能结构、功能基、功能建模进行研究,运用功能建模法对橡胶分卷机进行功能分析,使其概...     

基于能量转换的机械产品概念设计自动化研究与实现

提出了能量链原理，从设计本质的层面上指出，机械产品创新设计求解的本质过程即是选择合适的能量转换原理及确定支持相应能量转换的结构方案的过程。在广义定位原理与能量链原理的基础上，建立了相应的概念设计产品信息模型，构建了支持能量转换推理的机械产品概念设计过程模型以及支持功能结构自动映射过程的概念零件编码体系。介绍了基于该原理开发的概念设计CAD软件系统——DARFAD。     

产品设计链管理及其关键技术研究

对产品设计链进行有效管理，可缩短产品上市时间，降低产品成本和提高产品质量。介绍了产品设计链的结构，提出了产品设计链模型和系统层次模型，论述了产品设计链中概念设计的产品建模方法，构建了概念设计阶段评价框架，介绍了设计链协同管理模型，并根据产品设计链的特点，提出采用蚁群算法与遗传算法相结合的方法，对设计链伙伴进行选择。     

基于单元模型的产品结构概念设计

将功能单元与结构单元作为基本逻辑单元,提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法。建立了功能单元模型,以及产品级和零件级两种不同复合度的结构单元模型;以功能单元为载体,通过对表征功能单元间关联关系的邻接矩阵进行运算,得到功能单元的耦合集及其优先级关系,建立了设计活动的功能链图;以功能链图为依据,建立了功能单元—产品级结构单元关联矩阵,得到基于产品级结构单元组合的、满足功能需求的设计方案;以此为原形,进行产品级结构单元到零件级结构单元的运动及定位关系映射,建立了以功能表面为载体的、由功能表面及其关联构成的产品结构骨架,对其进行参数约束与结构扩展,即可完成产品结构的扩展。以搬运机器人为例,说明了所提方法的有效性。     

基于扩展物质-场分析法的标准解应用过程

简要分析并描述了TR IZ物质-场分析法。针对物质-场分析法在功能建模方面的不足,提出了一种结合减件-运行法和FAST法来实现产品创新的物质-场建模过程。改进了76个标准解的应用流程,这样可以有效的减少用户在不相关的标准解应用中浪费时间及产生错误解。结合该研究方法对一种新型复合式旋流器进行了应用分析,发现该旋流器存在的恶化特性主要是振动及剪切液滴,同时伴随噪音及密封泄漏等有害因素,最后提出了可行的解决方案。该研究方法将为标准解的有效应用提供了可行的改进方向。     

支持"知识融合"的产品概念设计知识建模研究

首先根据SHARED信息模型的建模方式,建立了一种支持UG"知识融合"技术的通用概念设计知识模型(包括产品模型和设计过程模型),为知识模型定义了一系列"视图"和"基类",并以减速器为例说明了这种知识模型的表示方法.接着,采用以上知识建模方法,创建了相应的概念设计知识建模工具,并建立了该软件与UG Knowledge Fusion的接口程序.最后,以"阶梯轴"的知识建模为例,探讨了这种概念设计知识模型与UG的知识模型之间互相转换和利用的方法,以弥补当前KBE工具的概念设计知识建模功能的不足.     

基于结构组件库的MEMS概念设计方法

提出了一种基于结构组件库的MEMS概念设计方法。给出了结构组件的表征形式,探讨了基于功能分解的结构组件模型获取方法,借以形成支持概念设计的结构组件模型库。阐明了MEMS概念设计时如何通过行为匹配自动检索出相关组件及其行为链组合、通过对行为链组合进行功能结构细化获得备选的器件方案。结合航空及空气动力学领域急需的MEMS微型剪应力传感器实例对该概念设计方法进行了阐述。研究表明,该方法对于提高MEMS概念设计效率及方案创新能力、促进MEMS概念设计工具化有积极作用。     

产品概念设计的计算机辅助功能建模

阐述了用于功能表达的功能基;描述了功能分类及功能表达方法;建立了用于功能分析的原理库及用于运动元求解的功能转换传递元库;以自主开发的计算机辅助功能建模软件Concept Design对概念设计功能建模进行了说明,得到了满足功能要求的多方案.     

基于特征的产品复合建模技术研究

详细介绍了基于特征的产品复合建模技术，并提出了支持复合建模技术的产品零件信息描述数据结构，溶入了约束的概念。     

产品开发过程的建模方法及其支持工具

讨论产品开发过程的建模方法,详细分析过程建模的四种视图,即功能视图、过程视图、数据视图、组织视图及其相互关系,介绍六种支持工具,提出如何在产品开发过程中合理使用各种建模方法。     

Managing modularity in product family design with functional modeling

Recent market transition from mass production to mass customization forces manufacturers to develop product families with a common platform to increase design variety, shorten time-to-market, and reduce production costs. This paper presents a new functional modeling approach to support identification of both shared and individual behavioral modules across a family of products for module-based product family design. After separate functional modeling of each product variant, the individual functional models are merged into a single, coherent, and unified family functional model to determine all the shared and individual behavioral modules. The modularity in the family functional model is further explicitly identified using a behavioral modularity matrix of product variants versus behavior. The proposed approach provides a fast method for generating new concept variants during the conceptual design of a family of products. The rationale of managing modularity in product family design with functional modeling is manifested using a modular design example of a family of automatic assembly devices.     

基于产品功能树的实例推理研究

以功能树为基础,在产品改型设计中实施实例推理的全过程。研究在推理过程中功能矩阵的提取与抽象、功能树相似度的计算和功能树的修改等问题。以功能树为基础,实现对产品结构树和零部件实例的修改,使产品达到设计需求功能。结合实例,给出了基于功能树实例推理的流程。该流程尽量保持装配关系的不变,避免了多个零部件的重新组合,减少对实例的修改程度。     

功能分解有向网络图构造及计算机化实现

受运动复合机构构成原理知识欠缺的制约,基于功能综合方法的运动复合机构创新设计仍是挑战性课题。基于分层递阶理论,建立功能分解商空间模型,根据功能分解层粒度要求以及属性函数对目的功能层的贴近度,采用模糊等价映射和改进的宽度优先求解算法,给出手段功能层最佳分解方案,通过逐层分解细化,得到以基本操作为功能单元的功能分解与或树。遍历功能分解与或树分支及叶节点,确定功能有向网络图拓扑结构。在商空间模型下,功能分解是一个不依赖于知识与专家经验的粒度细化求解过程,能够解决运动复合机构功能分解问题,为后续获得由基本机构巧妙组合创成新颖组合机构方案提供功能分解模型支持。结合干粉压片机机构功能要求,给出了功能分解的算法及功能分解有向网络图构建的计算机化实现。     

基于功能分析的垫片放置机构的设计

阐述了基于功能分析的机构设计方法和步骤,从产品功能出发,进行功能的描述与分解,功能求解,功能的评价和优化。并以锂电池套管机的垫片放置机构的设计为例,论述锂电池套管机垫片放置机构的设计过程,提出机构设计方案。     

基于生长型设计的产品反求

当前的反求工程研究大多集中于三维重构和快速成型方面,而针对产品的反求设计理论与系统研究较少.文中引入了产品功能结构分解重构原理与广义定位原理的生长型设计理论,在此基础上开发了支持后续创新设计的产品反求系统.从已有产品的实体模型出发,应用生长型设计理论对产品设计过程进行回溯,将产品分解为由功能元组成的功能原型,然后通过功能元之间的耦合作用实现对需求原型的反求,支持基于产品功能结构进行的产品结构方案的创新设计.     

基于结构预映射的产品建模

零件建模和装配建模是产品建模的两个方面,对制造企业的竞争力有重要影响。在当前的计算机辅助设计系统（Computer-aided design,CAD）中,尽管两者已高度集成,它们在过程层面仍然存在相互割裂的现象。为此,提出一种基于结构预映射（Structure pre-mapping,SPM）的产品建模方法。首先对产品建模过程及SPM进行系统分析,明确实现SPM需要完成的主要任务;其次,详细阐述SPM的内涵,并对其进行形式化定义,以便于在CAD系统中描述;第三,基于前期发展的装配特征偶概念,对存在于设计者头脑中的设计意图（表现为抽象配合结构和配合行为）进行系统建模,形成实现SPM的基础;第四,提出基于SPM的产品建模原理,进而展示相应的框架,并分析框架的功能模块及其实现方法;最后,通过HP发动机空气过滤器头部组件的产品建模实例论证方法的可行性。该方法可在过程层面上提高产品建模的集成程度,对于现有CAD建模理论和技术体系的丰富和发展有一定的积极意义。