计算机辅助概念设计研究

概念设计是整个产品开发周期中最重要的环节之一,它将决定产品的基本特征和主要框架。但由于在概念设计阶段主要的工作表现为对功能进行表示、维护和推理,而设计对象的几何信息却是不完全的,因此以几何信息为核心的传统ＣＡＤ系统对概念设计过程不能进行有效支持。针对这个问题,本文研究了ＣＡＤ系统支持概念设计过程的一些关键技术,包括功能建模和推理技术,以及计算机支持的概念设计过程和后续设计过程的集成技术。     

产品概念设计的应用研究

主要针对机械产品开发中概念设计及产品设计关系方案进行分析和研究。为了解决产品开发中存在的问题,对机械产品开发与概念设计有关问题进行探讨,得出产品设计关系方案及产品设计关系模型,通过该模型以实现零部件的并行设计、辅助创新设计及产品开发过程中设计人员调用已有实例进行创新开发方案的制定等问题。     

基于实例推理的产品概念设计系统

产品概念设计是设计过程中最具有创造性的阶段。本文分析了产品概念设计过程的主要研究内容，提出了基于实例推理的产品概念设计模型结构，采用面向对象方法进行实例的表示，通过基于实例的推理技术获得相似实例。开发了一个基于实例推理的产品概念设计原型系统。     

定性推理在产品概念设计中的应用研究

概念设计是产品开发中的一个重要阶段 ,利用定性推理在信息不完全情况下所具有的定性行为预测功能 ,能够部分提高概念设计阶段的计算机辅助设计的水平。文中结合重心稳定问题 ,介绍了一个定性推理原型系统 ,并讨论了其在概念设计中的作用     

基于公理设计与TRIZ的概念设计知识管理研究

产品概念设计具有高度创造性、知识密集性及须同其他设计人员进行信息交互的特点．．在这个动态集中,传统信息管理系统功能语义信息缺乏,设计过程与产品信息有效集成的能力不足,不能为设计过程提供足够的支持。本文提出一种面向产品开发过程的公理化本体模型,作为产品概念设计知识管理及集成设计平台的工具。作为设计结果的产品公理化本体模型,不仅在设计过程中表达了设计方案,更是产品设计知识的载体。通过构造基于TRIZ的本体创新模型,解决了公理模型解决设计冲突的不足,增强了在概念开发中的实用性,提高了产品开发的创新性。     

基于性能演化的复杂产品概念设计求解过程研究

性能约束满足是复杂产品设计的关键因素。传统概念设计求解的研究着重于功构映射及其推理实现,忽略了性能在求解过程中的演化规律,导致性能在设计过程中存在上下文孤立以及无法溯源等问题。为了解决这一问题,提出了基于性能演化的概念设计求解过程模型与实现方法。通过分析概念设计过程中的性能特性,构建集成期望性能、行为性能和结构性能的规范化性能演化模型。以此为基础对模型进行解析计算,主要包括面向期望性能辨识的重要度分析、面向行为性能均衡的单元规划求解以及面向结构性能适配的方案生成,同时建立了性能演化驱动的产品概念设计过程,以支持性能认知、性能优化以及性能计算的设计求解实现。最后以某型号液压机概念设计过程为例验证本方法的可行性与有效性。     

机械产品概念设计:综述与分析

从概念设计在设计过程中所处的地位入手 ,指出模型问题和推理问题是机械产品概念设计过程中遇到的两大难题 ,并详细归纳和分析了目前为解决这两个难题而提出的相关技术或工具的现状和特点     

面向概念设计的产品信息建模

概念设计的主要任务是设计概念的产生和选择 ,它包含了设计中的大部分创造工作 ,是产品开发过程中最重要的环节之一。由于缺乏有效的产品信息表示方法 ,传统 CAD系统并不能对概念设计过程进行有效支持 ,然而对概念设计的计算机支持是 CAD系统发展的方向。本文在概念设计过程模型和面向对象思想的基础上 ,提出了一种面向概念设计的产品信息模型 ,为计算机辅助概念设计开辟了一条途径     

面向概念设计的产品信息建模

概念设计的主要任务是设计概念的产生和选择 ,它包含了设计中的大部分创造工作 ,是产品开发过程中最重要的环节之一。由于缺乏有效的产品信息表示方法 ,传统 CAD系统并不能对概念设计过程进行有效支持 ,然而对概念设计的计算机支持是 CAD系统发展的方向。本文在概念设计过程模型和面向对象思想的基础上 ,提出了一种面向概念设计的产品信息模型 ,为计算机辅助概念设计开辟了一条途径     

基于语义关联度的产品可拓实例推理方法研究

针对产品设计过程中的设计方案收敛问题,提出基于产品语义关联度的产品可拓实例推理方法。从产品语义学角度,结合可拓基元的知识表达模型,分析产品设计过程中知识的表征方法及方案收敛过程模式。通过构建语义关联度函数,提出面向产品族收敛的优度评价方法,并根据语义相关网及局部关联度评价,实现产品的可拓实例推理。以某机床概念设计为应用实例,为产品设计中的实例推理问题提供方法参考。     

面向产品协同开发的集成推理与模糊综合评价方法研究

并行工程和敏捷制造战略使得产品的开发由串行模式化向并行化、集成化和协同化。人工智能知识工程的应用是实现这一模式的途径。结合复杂机械产品协同开发下的方案设计,提出了一种集成推理模型和模糊综合评价方法,讨论了设计实例的表示、实例组织以及实例检索等,介绍了多层次多目标模糊综合评价方法。实践表明,实例基推理和规则基集成推理技术充分发挥了二者各自的优势,为设计领域内新问题的解决提供了一条可行的途径。     

产品概念设计过程的研究

在分析产品设计及其过程的基础上,利用集合与映射的理论与方法,依次提出了产品设计过程和产品概念设计过程的模型,并详细定义了后者的分解与综合的流程。结合实例给出了产品概念设计过程及其推理决策模型,为产品设计过程的模型化、规律化及其计算机软件支持工具的开发提供了有益的探索     

基于粗糙集和K-均值聚类的概念设计实例检索方法研究

针对产品概念设计非常复杂、涉及内容多等特点,提出基于粗糙集的实例推理技术,并将其应用于实例检索.首先在分析了概念设计特征基础上,建立了基于粗糙集的概念设计实例知识表达系统模型,然后通过基于分层聚类的K-means聚类法离散化决策表中的连续属性,利用粗糙集对离散后的决策表进行实例特征属性约简,抽取重要的特征属性作为检索依据,通过权值计算方法得到各特征属性的权值,检索出最为接近的概念设计实例作为设计参考实例.最后以冲压模具实例检索为应用实例,说明了这种实例检索方法的可行性、有效性.     

机械产品概念设计的协同设计研究

在机械产品概念设计中应用协同设计是日益激烈的全球性市场竞争的结果，是概念设计发展的要求，介绍了基于网络协同设计的机械产品概念设计的基本思想，初步讨论了系统结构及实现方式，并对基于协同设计的机械产品概念设计中协同技术，异构环境下数据共享，基于实例和规则混合推理的机械产品概念设计过程等关键技术进行了研究。     

基于DFFD的概念设计研究

概念设计在新产品开发中是十分重要的设计活动,不合适的概念设计将导致产品重新设计,延缓产品的发布。本文首先从心理学的角度对用户的概念需求加以描述,定义了概念演化过程的抽象、描述、演化、原型4个阶段,并建立了演化过程模型。接着将DFFD(DirectManipulationofFreeFormDeformation)的造型设计方法与概念设计演化相结合,将用户头脑中的抽象概念原型的描述,如概念名称、定义、属性等,直接映射为产品原型的描述,如模型约束、载荷等参数,借助DFFD的设计方法,帮助用户高效、可视化、互交的进行概念设计。最后用一个酒杯概念设计的例子介绍此方法的实际应用。     

面向实例推理的产品设计本体建模研究及应用

分析现有基于实例推理的产品设计系统,针对其缺乏对实例功能、行为等描述的缺点提出面向实例推理的产品设计本体模型,并利用本体技术建立基于实例推理的产品设计实例本体及产品设计实例本体模型.依照产品设计特点研究产品设计实例本体模型的重要性质,依据实例推理的产品设计给出基于本体的产品设计实例本体检索机制.在检索中利用本体模型的EDCOM数组,通过相似度算法进行匹配找出合适的产品设计实例,在本体模型库维护中给出本体模型的集成算法.最后以汽车零部件企业为实例,并利用本体技术开发了基于实例推理的产品设计原型系统,通过设计系统的产品设计要求、检索实例等功能模块实现了基于实例推理的产品设计.     

Using a knowledge-based intelligent system to support dynamic design reasoning for a collaborative design community

Traditional computer-aided design (CAD) and product lifecycle management (PLM) tools have their limitations in supporting quick-to-market, mass-customized product development environments. The present paper proposes a general integrated framework of design knowledge representation and develops a knowledge-based intelligent system (KBIS) to facilitate dynamic design reasoning. Owing to the increasing complexity of product design, the traditional design (knowledge) rules can no longer help facilitate complex product development, which requires flexible design knowledge adoption and collaborators’ interaction during design inference processes. Therefore, this research enhances the abilities of smart collaborative design reasoning. A conceptual architecture for the KBIS is presented to enable a collaborative design community to reason feasible design parameters and to integrate all sub-system designs of a product. Finally, a case study of designing an air compressor and its sub-system (V-type belt) is presented to demonstrate the unique features of the KBIS.