公理设计辅助产品设计过程重组研究

产品设计过程重组是并行工程的核心,其方法的核心是设计过程分解.公理设计理论为设计过程分解提供了理论依据,应用功能独立性公理的分析框架,通过在功能域和结构域的"之字形"映射变换,进行功能结构分解,建立相对独立的产品功能结构等级树.根据设计分解得到的功能结构等级树、完整设计矩阵和产品设计流程图,在考虑产品设计任务之间相互影响关系的前提下,确定其顺序及其组织形式.最后,用该方法对某类大型阀门进行了设计过程重组.     

基于公理设计理论的轿车门窗密封条端头冲切工位的开发

给出了基于公理设计理论的轿车门窗密封条端头冲切工位的设计。同时给出了公理设计理论的两个基本公理。结合轿车门窗密封条端头冲切工位的开发 ,用公理设计理论指导设计过程 ,给出了斜冲工位功能要求(FR)与设计参数 (DP)的映射和各自的分解过程 ,得到了基于公理设计的斜冲工位的概念设计草图。结果表明早期设计方案合理 ,设计过程层次分明 ,功能满足设计要求 ,安装调试维护方便     

基于公理设计理论的轿车门窗密封条端头冲切工位的开发

给出了基于公理设计理论的轿车门窗密封条端头冲切工位的设计，同时给出了公理设计理论的两个基本公理，结合轿车门窗密封条端头冲切工位的开发，用公理设计理论指导设计过程，给出了斜冲工位功能要求（FR）与设计参数（DP）的映射和各自的分解过程，得到了基于公理设计的斜冲工痊的概念设计草图，结果表明早期设计方案合理，设计过程层次分明，功能满足设计要求，安装调试维护方便。     

公理设计过程中耦合设计问题的结构化分析方法

现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的,它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中,耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题, 提出了一种结构化的耦合设计分析方法,旨在为在功能要求不独立的情况下完成产品设计提供有效解决方案。首先利用分解操作识别独立的功能要求以及耦合功能集;然后采用决策分析方法中的两两比较方法并基于三角模糊数对功能耦合程度进行度量;在此基础上通过解耦和割裂操作对耦合功能进行规划,确定各耦合功能的实现顺序; 最后对耦合设计方案进行耦合性分析,计算耦合度指标,为耦合设计方案的耦合性评价及其选择提供依据。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对耦合设计分析方法进行了说明和验证。     

公理设计下基于功能的布局设计可行性研究

为了研究基于功能的布局设计的可行性,以公理设计理论为基础,结合多目标优化设计方法,首先探讨了布局设计问题的用户域向功能域的映射过程;其次,分析了功能域内的功能要求,并给出了功能域向物理域的映射关系;最后,以功能独立性公理为判据,讨论了基于功能的布局设计的功能要求之间的独立性。研究结果表明,基于功能的布局设计的功能要求能满足或经调整后能满足功能独立性公理,即基于功能的布局设计具有可行性。     

基于公理设计的机械传动系统概念设计方法

以公理设计框架为指导,根据运动特征集对功能需求和设计参数进行形式化描述,从而划分基本功能需求块和设计参数块.在此基础上提出一种机械传动系统概念设计方法.该方法根据功能域向物理域映射过程的描述,首先产生功能分解规则进行功能分解,并搜索出各个子功能解.在组合子功能解的过程中,通过建立组合解搜索问题的数学模型,引入蚁群系统算法来处理该组合优化问题,从而有效加快搜索过程和处理可能存在的组合爆炸.结合捻线机往复导纱系统设计实例,对该方法及其有效性进行了说明和验证.     

基于公理化设计理论的起重机起升机构分析

介绍了公理化设计理论基础，按公理化设计原理，设计公理为设计者提供一种设计指导框架。应用公理化设计理论，对起重机起升机构的设计过程进行分析，给出了起升机构的功能要求与设计参数间的映射与分解过程。结果表明，设计的分解过程是合理的，满足独立性公理。     

基于公理设计和多色集合的拆卸设备方案设计

针对拆卸对象信息和质量状态对拆卸设备设计的特殊约束和设计要求,提出基于公理设计和多色集合的拆卸设备方案配置设计方法,构建了用户需求矩阵和功能要求矩阵以及功能分解过程,并通过模糊函数确定了拆卸对象质量状态对拆卸设备公理设计过程的模糊影响度矩阵,建立了拆卸设备的拓展公理设计过程。为实现拆卸设备结构的计算机辅助快速设计,基于拆卸工具结构库构建了拆卸设备拓展公理设计的多色集合模型和二阶推理矩阵,以完成拆卸设备功能-结构的快速映射和拆卸设备方案元素的配置;面向用户期望需求建立了拆卸设备方案评价函数,以选择最优的拆卸设备方案。最后,以某滚轮的拆卸设备设计为例,验证了该方法的有效性和实用性。     

创新设计与管理(五):现代公理设计理论之二

2 公理设计的理论体系：Suh的设计理论要点 设计公理 （1）公理～（独立公理）保持功能要求（FRs）的独立。它也可表达为以下形式： ①一个可接受的设计总是保持功能要求（FRs）独立的。     

公理设计在公差设计中的应用初探

公差设计依赖于设计人员的经验、缺乏科学设计理论指导;产品公差设计通常为多功能需求设计,且功能需求之间往往又存在耦合,需要分析和解耦;功能方程组(功能需求与功能尺寸之间建立的函数方程组)的求解存在不同的求解策略,需确定最佳的求解策略。针对此类问题,引入公理设计理论至公差设计领域,首先将公差设计过程看作是功能域-尺寸与公差域的映射,利用独立公理和信息公理等来理解和分析公差设计问题,提高公差设计的科学性;其次,以轴承座装配为例分析了如何利用独立公理指导公差耦合设计的求解;最后,以齿轮组装配公差设计为例分析了独立公理和信息公理在解耦设计和判断求解顺序中的应用。研究结果表明,公理设计的引入可为公差设计提供理论框架和逐步分解、展开的机制,辅助判断和求解耦合设计问题,为公差设计理论由经验设计变为科学设计提供了有益的启示。     

Modular design method based on simultaneous consideration of physical and functional relationships in the conceptual design stage

There are many benefits of a modular product including reduced cost, rapid product development and reduced production time. The modular design of products has been increasingly popularized in modern engineering design activity. A new design method is proposed to design a modular product based on relationships among functional requirements of the product to overcome the difficulty of modular design. Axiomatic design, the function-based design method and design structure matrix are efficiently combined in the proposed method. Functional requirements and design parameters are defined based on the independence Axiom of axiomatic design and the zigzagging process of axiomatic design is employed for the decomposition of functional requirements and design parameters. The function-based design method is utilized for the decomposition of functional requirements and the design structure matrix is used to modularize the design parameters of the bottom level of the zigzagging process. Three design examples are demonstrated to validate the proposed method. The results are discussed and the usefulness of the proposed method is presented.     

基于可拓学方法的耦合设计问题研究

公理设计指导下的产品概念设计不可避免会遇到耦合设计问题。为此,将可拓学中转换桥方法引入耦合问题消解研究,通过分析公理设计中耦合问题和可拓学中对立问题的关系,提出一种应用可拓学进行解耦的方法。由设计矩阵确定耦合问题,进而对耦合问题进行了形式化描述,据此构造出公理设计下基于转换桥的解耦流程。文中以环锭细纱机振动和磨损问题验证了方法有效性和可行性。     

基于公理化设计的可编程序控制器控制系统设计方法

为提升可编程序控制器控制系统设计的系统性和科学性,提出了基于公理化设计原理的可编程序控制器控制系统的设计方法,并建立了设计过程模型.该过程模型把可编程序控制器控制系统设计分为系统层设计和软件层设计两个设计层次,每个层次都基于公理化设计理论进行设计.两个设计层之问通过层级映射关系进行连接,实现了公理化设计理论与可编程序控制器控制系统传统设计知识的有效结合.最后通过实例验证了该方法的可行性.     

基于公理设计的集成模型及其应用

提出了一种基于公理设计(axiomatic design,AD)理论与发明问题解决理论(theory of inventive problemsolving,TRIZ)的集成模型.公理设计的优势在于流程分解,TRIZ的优势在于冲突解决.通过集成获得无耦合或解耦设计的创新方案,再比较方案的信息量,优选最佳方案.废旧沥青混合料加热装置设计的应用实例说明,所提出的方法能有效指导工程机械产品的方案设计.     

QFD在电子连接器概念设计中的应用探讨

以电子连接器作为研究对象,把质量功能配置运用于电子连接器产品的设计中,实现了从客户需求出发到完成的连接器设计工艺的一个整套的设计流程。在方案选择中,将质量功能配置与层次分析法结合,提出了相应的功能分解模型,以满足满意程度为总体目标,建立层次递阶结构,改善了分解的精确性和判断的一致性。最后用该方法对实际产品设计进行验证。     

基于公理化设计理论的大批量定制设计过程分析

本文对公理化设计的理论基础进行了详细的介绍．将面向大批量定制的产品开发过程分为一般开发过程和快速设计两个过程．并结合公理化设计理论对实现这两个过程的具体实现做了详细的论述。     

基于功能实例推理的敏捷夹具设计

为提高夹具设计的敏捷性,提出了一种基于夹具功能分解的实例推理方法。该方法根据元件的不同功能和装配特征,建立了一种基于层次的敏捷夹具设计模型。采用基于实例推理方法,通过对产品信息的相似性计算,获取有相似产品信息的夹具实例,再通过几何冲突裁决法和功能冲突裁决法来解决相似实例与实际要求之间的冲突,最后修改夹具实例以满足设计要求。以轴类工件为研究对象进行了应用验证,显示该设计方法可以使敏捷夹具很容易修改,实现重用。