面向产品创新的计算机辅助概念设计系统的研究

将面向产品外形、布局、人机工程学的产品概念设计的研究提到一个新的高度.本文将产品几何特征拓广为涵盖几何特征、工程特征、语义特征等三大内容的产品组件特征,重组为总体特征、布局特征、形状特征和人机特征,以三元组、条件约束集、多值依赖图建立组件特征模型,进而,建立了基于组件特征模型的产品信息模型,并研究了基于组件特征模型的产品布局设计技术、面向概念设计的人机工程设计技术,开发了一套计算机辅助概念设计系统.最后,以吸尘器概念设计为例,对本文提出的理论、方法、技术和系统加以验证,完成对机电信息一体化产品概念设计的支持.     

基于数据挖掘工具的机械产品概念设计研究

提出了基于数据挖掘工具的产品概念设计模型 ,探讨了产品功能设计和基于数据挖掘技术的功能 结构映射。以机床传动系统为例 ,研究决策树算法的数据挖掘模型 ,并初步实现了产品概念设计过程的功能 结构映射。     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

基于数据挖掘的产品概念设计建模研究

在产品概念设计过程中，引入数据挖掘技术和方法，提出了基于数据挖掘的全息虚拟产品概念设计模型，开发了数据挖掘工具，建立了面向产品概念设计方案生成的数据仓库；研究建立决策树算法的数据挖掘模型，以支持度为目标，实现从所建立的机械产品库、设计规则库、领域知识库中挖掘相关数据、信息和知识，从而极大地支持机械产品方案创新设计过程。以机床传动机构设计为例，说明了采用决策树方法的数据挖掘模型来实现机械产品概念设计的功能结构映射过程。     

约束驱动的产品形态概念设计智能优化模型研究

为了增强产品概念设计推敲和优化阶段的客观性和科学性,提高产品概念设计的效率,提出了产品概念设计约束驱动智能优化方法和模型。该方法首先分析了产品概念设计约束的特点和约束驱动的原理,建立了约束驱动的概念设计优化法模型框架,并在此基础上研究了其算法机制和相关支持技术,最后利用某款机场主力消防车概念设计的优化过程,对该方法进行了说明和验证。     

基于功能流的产品族概念设计过程研究

通过分析产品族设计过程存在的不足,结合产品设计过程的特性,提出了产品族设计过程中功能流的概念,并建立了基于功能流的产品族设计集成框架。该框架将需求获取、概念设计过程和详细设计过程以功能流为纽带统一起来。重点阐述了概念设计阶段用户需求功能的获取和设计功能之间的转化及功能结构模型的建立。最后以多功能台式机器人概念设计过程为实例验证了上述理论的可行性。     

多级概念产品信息模型研究

在充分讨论产品定义、产品概念设计过程的基础上，提出了基于产品概念设计全过程的产品抽象类模型及多级继承产品摸型，为概念设计理论打下坚实基础。     

机电一体化产品创新的概念设计研究

提出机电一体化产品创新的概念设计全过程模型、创新层次与人机协同的关系、人机协同概念设计的关键技术。创新过程中可以程式化的部分由计算机来实现，而难以程式化的部分则由设计者来完成。指出在构造人机协同概念设计CAD平台时，刚愎自用模块化思想划分软件功能模块和组织开发过程，以利于系统的升级开发和高校、研究院所、企业的协调合作。     

考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成

为提升方案生成的准确性和客户满意度,针对传统的产品创新概念设计方案生成过程未充分考虑终端客户需求偏好的问题,提出考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成新方法。该方法运用Kano模型实现对产品创新设计各功能属性的需求偏好分类;将形态学分析的适用范围拓展到概念层,展开产品创新概念设计方案原理解的组合性分析;建立以客户需求偏好满足度、产品创新成本和产品创新度为目标的三目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该优化模型求解,得到一系列基于Pareto解集的最优产品创新概念设计方案。以电冰箱产品创新概念设计方案生成为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于功能表面分解重构的产品信息模型

针对设计自动化领域中一些问题 (概念设计、功构映射 ) ,提出了基于功能表面分解重构的产品设计过程的观点 ,并相关地构建了支持该观点的产品信息模型 ,以期求得对现行 CAD系统的本质突破 ,真正达到对概念设计过程自动化的支持     

产品全生命周期信息模型研究

为了建立完整、可重用、高度一致的产品全生命周期信息模型,提出了一种产品全生命周期模型的体系框架。该框架由面向产品生命周期的过程模型、扩展企业资源模型和产品信息模型组成。重点对组成产品生命周期的需求分析阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、产品制造阶段及产品支持服务阶段各模型的组成、表达及其各阶段模型的演化过程进行了研究。在此基础上,提出了基于应用层、服务层和数据层的3层信息体系结构的产品全生命周期信息集成框架,支持网络环境中产品数据分布式互操作。     

现代产品开发中的概要工艺规划研究

根据产品设计和工艺设计活动的并行效果和产品信息变化规律，提出了初始工艺规划、粗略工艺规划和详细工艺规划3阶段的工艺设计模型。提出了基于关键特性表示粗粒度的非完备产品信息，并建立了概要工艺规划的策略框架。对概要工艺规划的关键技术，即基于关键特性的产品信息识别、具有多级分辨率的制造工艺分类与选择、具有可扩展性的核心工艺设计和基于差异度的可生产性评价，提出了解决方案。     

Research on collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource

Conceptual design is an early stage of the whole product development process, which involves the generation of solutions to satisfy the design requirements. It is a crucial issue on how to find proper principle solutions from enormous, isomeric, and even distributed knowledge resources repositories and then ally with these correlative distributed knowledge resources providers to collaborative conceptual design. Design is a task-solving process using corresponding resource, so it does not always have an agency in product design. This paper proposes a model of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resources, which is centered on design tasks and based on dynamic knowledge alliance without agency. After a model of knowledge resource unit and a model of Web services based on knowledge resource are proposed, a virtual quantitative and qualitative knowledge resource representation based on knowledge grid is then put forward. The mixed knowledge resource repository is also proposed to support collaborative conceptual design. The strategies of knowledge register, publish, storage, reorganization, orientation, and problem solving based on mixed knowledge resource repository are then discussed in detail. The data exchange mode of principle solutions is then described. The selection strategy of dynamic knowledge alliance members is established. The framework of distributed knowledge resource is also put forward to support collaborative conceptual design. The process of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource is then proposed. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of amphibious vehicles is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to produce valuable principle solutions with distributed knowledge for product innovation.     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

基于产品基因的概念设计

提出了一种基于特征的、通用的功能表达模型。通过对生物基因工程与产品原理方案设计的系统类比,引出产品原理方案设计中的信息遗传基础“产品基因”的概念,提出了“产品基因”的“转录”、“翻译”、“复制”以及“逆转录”机理,揭示了产品基因在功能设计与原理方案设计之间的桥梁作用。建立了基于产品基因遗传和重组的概念设计框架,并以一种新型硬币分离装置的原理方案设计为例进行验证。结果表明,该框架显然有助于产品概念设计阶段的原理创新。     

Genetic model for conceptual design of mechanical products based on functional surface

Computer-aided conceptual design (CACD) aims to increase efficiency and quality of design work but with little essential progress due to the gap between abstract concept and detailed structure. In order to tackle the problem concerned with conceptual design process and automation, this paper introduces the concept of functional surface as the information carrier to link together product function and structure and describes a product genetic model to represent and organize product information. Functional surface is used to formalize the product gene, a varied-length coding scheme for functional surface and product gene is proposed, and the design process model for conceptual design is established based on product gene. Finally, a prototype system for CACD is introduced to demonstrate how a product can be designed based on the proposed model.     

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。     

A feature-based approach towards an integrated product model in intelligent design

Conceptual design is an early stage in the product design process, which has an essential effect on the product innovation. Existing approaches for product knowledge engineering for conceptual design always focus on knowledge modelling and organization, etc. However, the traditional approach is lack of better comprehending representation and reuse of design knowledge in conceptual design. This paper is devoted to presenting a systematic effective integrated modelling approach of principle solutions in conceptual design to make the knowledge of functional design be transferred efficiently to the subsequent principle conceptual design and structure conceptual design process, and even detail design. With the introduction of the physical quantity model, feature-based representation model of function, effect, physical quantity, working principle and structure concept are put forward step by step, and then an integrated principle solution model is presented based on the generalized assembly model. The knowledge organization method of principle solutions based on physical quantities is also proposed. Conceptual design process based on integrated modelling and knowledge organization of principle solutions is presented, which discloses that physical quantity model is a bridge across functional design, principle conceptual design and structure conceptual design. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of petroleum equipment offshore platform is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to increase opportunities for product innovation in conceptual design.     

基于改进型功能方法树的产品概念设计

介绍了产品设计过程和概念设计的方法,分析传统功能方法的原理、组成与不足.提出了基于知识库的改进型功能方法树,促成产品概念设计模型的建立,得到多种有效的产品设计方案;最后.通过自动化糖果包装机设计为例验证了方法的可行性.     

基于功能表面的产品基因形式化表达

利用功能表面来形式化表达产品基因以支持机械产品概念创新设计。用数学方法描述了功能表面模型和产品基因模型,提出了一种变长度的产品基因层次编码方案,构建了基于功能表面的产品基因形式化表达过程,并用设计实例对提出的方法进行了验证。