基于公理设计理论的现代设计方法集成研究

运用公理设计理论对优化设计、可靠性设计、鲁棒设计和ＤＦｘ方法进行了集成研究,提出了利用公理设计所提供的框架集成设计方法,提高了设计工作的协同性,保证有效地满足用户需求,给出了一个例子,说明了这一方法的实际应用。     

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。     

基于公理设计与FMEA的可靠性设计方法研究

针对传统失效模式与影响分析（FMEA）方法难以在多重失效、多功能产品分析中高效应用,提出一种基于公理设计与FMEA结合的可靠性设计方法.通过利用独立公理对系统或产品进行完整地设计参数分解,消除设计参数之间的影响,从而对子系统或元件进行完整准确的FMEA分析.分析了风险优先数（RPN）在失效风险评估中的不足,结合信息公理的信息评价模型,提出一种基于信息公理与传统RPN集结合的可靠性评估法,通过实例验证,该方法能够更科学地对风险因素进行排序,从而指导设计师进行更准确的可靠性优化设计.     

声频钻机的公理设计分析

应用公理设计理论对声频钻机的设计过程进行分析,检验其是否符合公理设计理论的要求,并对其核心部件--振动器的两种设计方案进行公理化分析比较,选出优化的设计方案,在一定程度上保证声频钻机设计的稳定性和可靠性。     

公理设计在产品设计中的研究综述

设计理论与方法在产品设计开发中起着十分重要的作用,是产品创新设计的根本和基础。在众多设计理论与方法中,公理设计(Axiomatic Design,AD)是目前产品设计方法学中的一个研究热点。在AD基本概念描述的基础上,对两条设计公理的具体应用进行了归纳;总结了AD方法在需求分析、概念设计、设计决策和工艺设计各设计阶段的应用;综述了AD与QFD,TRIZ,DSM,模块化设计、创新设计、并行设计、优化设计、可靠性设计、稳健设计及多种设计理论与方法的集成研究,展开了细致深入的分析;最后陈述了AD的优势与劣势,展望了AD在未来产品设计领域中的发展趋势。     

公理设计与稳健设计的统一关系研究

在分析公理设计理论和稳健设计方法的特点基础上,深入探讨独立公理和信息公理与稳健设计的关系,揭示公理设计与稳健设计之间的内在联系,并建立它们之间数学上的联系。由于公理设计和稳健设计都有各自的优势,在产品质量稳健设计过程中,两者之间又具有一致性,因此可以融合公理设计和稳健设计,实现它们之间的优势互补,从而可以延伸公理设计改善产品设计质量的功效和扩展稳健设计的通用性。最后以两个实例验证说明公理设计与稳健设计之间的关系。     

基于公理设计的通用设计过程模型

针对公理设计和通用设计理论存在约束严格、设计评价不合理等问题,提出将公理设计的独立公理和信息公理与通用设计理论QUINT设计模型相结合,并针对扩展后的通用设计过程模型提出融合耦合度、信息量、技术性指标、经济性指标和社会性指标的设计方案多指标综合评价方法.基于所提出的设计过程模型和评价方法进行机械式邮资机表头结构设计,得到综合最优设计方案并应用于生产实际,达到预期设计目标,证明基于公理设计的通用设计过程模型的有效性.     

公理设计理论研究现状

公理设计理论为产品设计开发过程提供了指导框架,能够指导设计者在设计过程中做出正确的决策.文中简述了公理设计的研究背景、发展和基本理论.在此基础上,对公理设计的研究热点进行了综述及分析.主要从公理设计的扩展,公理设计与其他设计理论和方法的关系及集成,信息量计算方法及基于信息公理评价决策方法3个方面进行了评述,并对公理设计的优点和存在的问题进行了讨论.     

公理设计的研究现状与问题分析

公理设计理论为系统设计提供了科学基础,同时也可为其他设计方法和工具提供概念框架。以公理设计对设计活动的指导为线索,在剖析其历史背景的基础上,对公理设计的理论概要进行归纳和简要评析,从而导出研究热点;从公理设计理论的扩展和完善、公理设计与其他设计方法的关系、耦合设计问题的处理以及基于公理设计的复杂性科学研究角度对公理设计的研究进展进行阐述说明,并展开细致深入的分析;综述了公理设计在产品设计、制造系统设计、材料及材料加工和设计评价与决策领域的典型应用情况;最后对公理设计研究目前所存在的问题和局限性进行分析,并展望了今后的研究重点和发展趋势。     

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     

绿色设计与面向成本的设计

绿色设计是生产绿色产品的基础，它通过生命周期评价（LCA—Life Cycle Assessment）方法从产品生命周期的角度降低产品对环境的影响；面向成本的设计是从设计的角度降低全生命周期成本（LCC—Life Cycle Cost）的设计方法。通过分析两者的关系可以发现它们在绿色性和LCC方面有互补性，即在DFC中应用LCA方法提高产品的绿色性；在绿色设计中采用LCC方法可以降低绿色产品的成本。     

工业设计中仿生设计的应用

介绍了两门新兴的学科——仿生学和工业设计，在此基础上着重论述了这两门学科之间的关系以及工业设计中仿生设计的应用。指出，工业设计中的仿生设计极大地丰富了工业设计的设计方法，对工业设计的发展起着巨大的推动作用。     

基于多学科设计优化技术的导弹方案设计

多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性.为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化.建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法.根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想.最后,在Visual C++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统.     

生长型设计中的复杂度设计策略

通过对生物进化复杂性与产品复杂度的对比,提出了生长型设计中的复杂度设计策略,定义了描述产品基因复杂性的分类指标,给出了描述产品基因单元自身约束复杂度的单元复杂度,以及描述进化设计每一阶段产品各组成单元总体复杂度的种群复杂度.应用信息熵,建立了定量评价产品复杂度的数学模型,给出了产品功能信息量、几何结构信息量、装配复杂度、制造复杂度的量化方法.最后,为实现生长过程中的自然选择,通过对产品基因的多级分解,提出了以复杂度为控制因素的产品组成单元的进化策略.     

概率疲劳设计方法与设计数据

:对正态分布下的无限寿命概率疲劳设计方法进行了研究 ,推导出了其设计计算公式 ,并提供了各种影响系数的变异系数试验数据     

直流输电设计软件的面向对象设计方法研究

直流输电系统现有的应用软件大部分都侧重于对系统进行仿真,不具备对系统进行成套设计的能力,并且这些软件采用面向过程开发,难以扩展和维护.针对以上问题,首先分析了直流输电软件的功能需求,提出了模块化设计方法;在此基础上采用面向对象设计方法,按照输电设备的系统接入方式提出了一种分层的直流输电软件体系结构.针对该体系结构设计了具有继承关系的设备类,并声明了相应的设备对象;接着利用Windows Forms设计了系统图形界面,然后利用Microsoft Access设计了系统数据库.研究结果表明,采用面向对象方法设计的直流输电软件,既能满足工程设计需要,同时具有模块化、可复用、易维护的特点.     

基于设计目录的运动方案设计

阐述了设计目录基本进程，依据功能和机构的特点定义了功能和机构编码方式，在此基础上，建立了功能元表和包括评价指标的机构解表。由于不同的用户对功能各评价指标的重要程度所需要求不同，因此建立了用户功能表，一方面描述用户功能，另一方面通过层次分析方法获得每个评价指标对不同功能的权重，用户功能搜索机构解表获得可行解集，最后使用模糊评判的方法获得最优解。在上述思想下开发了基于设计目录的运动方案设计的软件系统kinetic。     

基于实例设计在机械设计中的应用

以减速器设计为例阐述基于实例设计中实例表示、实例检索、实例修改、实例存储的关键技术。着重介绍不同特征属性相似度计算方法和基于实例的修改方法     

工业设计中的可持续性设计研究

由于长期以消费为主导,工业设计在发展过程中,出现了很多问题,比如过度消费带来的资源浪费,破坏环境等。可持续设计就是立足于整个产品系统,考虑到整个生命周期,结合绿色设计理念,展开设计。通过系统设计,节省成本,降低对环境的影响,从而实现了真正的可持续。     

预定寿命设计与等寿命设计的理论及方法研究

这里提出了“预定寿命设计”与“等寿命设计”的新概念，并就其设计理论和方法进行研究探讨，这对社会资源的节约和优化配置、降低生产成本、提高产品的经济效益和社会效益，以及丰富现代设计方法，指导消费方式，均具有不可估量的意义。