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...     

产品概念设计过程中信息映射模型的研究

概念设计中的功能求解过程是产品设计中最能体现创新性的环节。在建立产品功能域、原理解域、结构域之间三层映射关系的基础上,通过引入逆映射、功能虚元、原理解虚元、虚链等概念,将域间复杂的信息映射过程简单化,以产品功能分解树的分解过程表示设计过程,以功能基、原理解、结构之间的对应关系表达设计知识,实现概念设计阶段与详细设计阶段产品信息表达的一致性。     

功能-运动行为-结构的概念设计模型及运动行为的多层表示

在机械运动系统概念设计中,引入运动行为层,给出了功能－功能行为－结构的设计模型。运动行为知识的多层表示使概念设计在多层次上产生新解,并使功能－运动行为－结构的推进过程实用化,最后给出了简单和复杂运动行为知识多层表示的示例。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计，在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术，提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型；分析了根据产品的总体技术目标特征，进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品，将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合，建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上，建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法，进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合，以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程，实现了货叉机构的概念模块的设计。     

《机械工程学报》英文版2004年第17卷第1期目次摘要预告

机械产品可拓智能概念设计 张国全钟毅芳张卫国 (华中科技大学CAD中心武汉430074)摘要:依据可拓学理论,提出了机械产品智能化概念设计功能设计信息模型(功能一行为动作一结构一环境约束)的表达方法与生成原理结构解的机理,分析了功能与行为动作、行为动作与结构之间的映射关系。在布料系统的概念设计上用此模型验证了设计过程的自动性和方法的有效性。关钮词:可拓学可拓智能概念设计可拓模型中圈分类号:TH122国家自然科学基金(59990470一2)和2001年博士点基金(2 0020457024)资助项目法来处理边界条件。由于多小波基函数在给定的层上不重盈…     

SAFE集成型概念设计过程模型

以系统化设计理论提供的概念设计过程为框架,将公理设计、功能基和效应集成,形成SAFE集成型概念设计过程模型,用于在概念设计阶段确定满足需求功能的原理解。该模型既适用于新产品的概念创新,也适用于已有产品的改进设计。快速切断阀的概念创新设计实例表明了上述模型的有效性。     

概念设计过程中产品功能的广义定位表达

针对传统功能表达方式存在的不足,基于广义定位理论和功能表面提出了概念设计过程中功能的广义定位表达方式。把产品功能定义为对被操作对象的广义变趋矢量的限制作用;并根据限制的广义变趋矢量数目的多少来量化产品功能;而功能表面几何特性的存在使得功能有了直观的形式化表达方式。该表达方式避免了传统表达方式存在的歧义性,便于计算机辅助概念设计过程中对功能进行存储、检索与处理,也可以形式化表达概念设计结果。提出基于该功能表达方式的概念设计模型,在功能与结构之间增加了功能表面这一环节,该模型使得功能结构间直接映射存在的解不确定性和病态性等问题得以解决,并可以与后续的详细结构设计实现无缝链接。     

基于QFD与TRIZ技术工具的产品概念设计方法

为消除产品概念设计过程中可能产生的二层问题的负面影响，提出了一种基于质量功能配置与创造性解决问题理论的三种技术工具综合的产品概念设计方法。该方法通过质量功能配置的质量屋分析确定需要改善的零部件；在对零部件进行负相关分析的基础上，应用创造性解决问题理论技术工具提出解决一对质量特性负相关的方案；然后通过多次循环的质量功能配置分析与创造性解决问题理论技术工具应用，预测可能产生的二层问题并降低其负面影响，进而形成有效的产品概念设计方案。通过在某全自动洗衣机研发过程中的实际应用，验证了该方法的有效性和实用性。     

可变功能机械系统概念设计的相似模型构建研究

针对可变功能机械系统间的相似性问题,对机械系统功能、行为和结构在时间和空间上的联系,相似性的表达形式以及相似度量模型等问题进行了研究,建立了系统概念设计模型框架,提出了一种将"功能-行为-结构(FBS)"模型与相似理论结合的方法,定义了功能序结构和行为序结构,并对两者的组成关系进行了分析,得出了用于机械系统概念设计的相似表达模型,阐述了模型构建的具体步骤。研究结果表明,实例模型的构建符合设计认知过程,对相似性进行了可靠地描述,并实现了对各设计层相似度的衡量,验证了该方法的可行性。     

复合功能产品概念设计循环求解过程及其实现

复合功能产品概念设计过程中,辅助功能的生成和求解往往伴随着目的功能的求解及其解的完善过程逐步得以实现;基于这一实际情况,提出了一种产品功能、效应、作用原理和结构方案循环交叉求解的计算机辅助概念设计进程模型,这一模型包含分解映射、求解映射和衍生映射3种映射模式和12种映射关系。分析了单一功能与复合功能各自求解进程,研究了接口表达、匹配及功能推理等循环求解关键实现技术,开发了一个面向复合功能产品的概念设计自动化原型系统,以硬币分离机的概念设计为例进行了验证。     

基于3D结构单元的概念设计与详细设计研究

在功能结构单元库基础上，运用自组织配合技术完成功能模型的生成，实现零件的概念设计；在基因单元图形模板的基础上，运用变型设计和二次开发技术完成功能模型的工艺结构细节设计，实现零件的详细设计，使计算机辅助设计系统能从设计师的角度出发，与设计思维很好融合，快速生成零件实体模型，从而实现产品的智能化、自动化设计。     

基于功能构件的机械产品概念设计过程建模方法

概念设计是设计具有竞争力产品的关键,而功能设计则是概念设计的基础,同时也是集成设计对象建模与设计过程建模的关键。本文给出功能及与其相关的一些重要概念,在此基础上提出了功能构件的概念及计算机实现方法,从而使CAD系统从底层支持概念设计过程;其次,本文提出了－1活动度杆组的概念,以支持概念设计推理过程;最后提出基于功能构件的机械产品概念设计过程的建模方法及应用实例。     

概念设计中的F-B-S-E模型和作用流方法

在机械运动系统概念设计中 ,引入工作环境的概念 ,给出了功能—行为—结构—工作环境的功能设计信息模型 ,通过输入输出作用流表达运动行为。与目前普遍使用的输入输出对象方法 (“三流”———物料、能量和信息流 )相比 ,此方法不仅更适合于概念设计 ,而且具有重要意义。基于以上策略 ,通过分析设计、工作环境、设计的部件、属性及其属性表达以及约束等等之间相关的“作用流”来研究功能设计信息     

机械产品生长型设计过程的研究

产品概念设计自动化已成为机械设计领域研究的重点.首先引入了广义定位原理和功能表面的概念,而后将实际零部件中表现产品形状、结构的特定表面抽象为功能模式,支持概念结构生成;将生物生长的机理用于产品设计过程,通过功能表面的分解重构进行产品概念设计;给出了功能原型和原理库的数学表达.通过工程实例,验证了上述理论的有效性和实用性.     

模型驱动复杂机电系统软件与物理并行概念设计

并行设计是机电一体化系统概念设计的重要发展趋势,而软件作为复杂机电系统的重要组成部分,其早期设计通常与物理子系统串行开展,这极大限制了软件设计空间并导致严重的早期设计缺陷。为在复杂机电系统概念设计阶段实现软件与物理子系统的并行设计,提出了一种基于SysML的模型驱动软件与物理并行概念设计方法。将基于流的物理功能表示与基于数据/控制流图的软件功能表示相结合,提出了基于SysML的混合功能模型,通过该模型驱动软件与物理子系统设计的并行开展。在物理设计方面,基于功能效应匹配及时序规则模板实现带隐含时序约束的工作原理检索与筛选;在软件设计方面,基于分布式控制应用设计模式提出软件组件及其行为模型自动生成方法。最后,以移动机器人系统为例,展示了复杂机电系统软件与物理并行概念设计过程。     

基于功能表面的概念设计产品模型研究

为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题，引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上，构建了一种机械产品概念设计产品模型（功能-功能表面-结构），实现了功能到结构的稳定映射关系。该模型可用于开发计算机辅助设计工具来支持机械产品概念设计过程，实例验证了该产品模型的有效性。     

产品创新功能结构特征建模方法

简要分析并描述了概念设计中产品创新的多种功能结构特征建模表示方法.采用1种基于作用流的产品结构特征建模方法,对产品创新概念设计功能结构特征进行建模.以复合式旋流器产品为例,结合产品概念设计FAST(Function Analysis System Technique)方法对该产品进行了功能结构特征建模.利用所建立的复合式旋流器产品功能结构黑箱模型及产品各部分功能链,如人手、人力、开/关、电能、混合液和旋流器等6部分功能链,完成复合式旋流器的功能结构特征模型,通过研究发现复合式旋流器主要在振动、噪音、密封、磨损及可靠性等方面存在缺点,创新方法启示的结果将为复合式旋流器产品创新方案的产生及冲突问题的有效解决提供重要的参考.     

基于XML的产品功能表达研究

在概念设计阶段即考虑设计对象的功能、行为、结构 ,是产品快速开发的关键。提出了一种功能、结构、行为建模关系图 ,用 XML 表达功能设计 ,用面向对象的方法进行了分析和 U ML(统一建模语言 )作了类图设计 ,研究了功能、行为、结构三视图间的映射和集成模式实现方法 ,最后用洗衣机进行了功能设计实践。