机械产品概念设计多层次混合映射功能求解框架

根据机械产品概念设计的特点,归纳总结了概念设计过程中普遍存在于功能、行为和载体之间的七种基本映射单元类型:通过建立不同基本映射单元类型之间的逻辑联系构造了多层次混合映射功能求解框架;讨论了该框架与现有功能求解模型之间的关系。以对服装行业中的功能需求——“结合面料”进行求解为例,对所提出的多层次混合映射求解框架的有效性进行说明。     

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。     

基于功能本体的产品设计知识表达

针对以往的产品设计过程设计知识表达不充分、设计原理体现不明显的问题,引入功能本体理论,提出了一种基于功能本体的产品设计知识表达方法,分析产品部件功能-行为映射得到产品部件的功能,然后对部件的功能进行宏功能匹配,最后按照一定的逻辑规则合并产品部件的功能,生成产品功能组织结构,有效地表达设计知识。     

基于FBS模型和基元理论的货物牵引车设计研究

为解决机场货物牵引车人工装卸效率和卫生防护问题，基于功能-行为-结构(Function-Behaviour-Structure, FBS)模型和基元理论，通过对概念产品功能的层次形式化综合，提出以功能创新为导向的机械化产品设计映射方法。采用层次分析法获取关键需求要素并转化为关键需要；对得到的关键需要和现有功能性行为、非功能性行为进行事元建模，经可拓变换后得到机械化产品的基本功能、辅助功能和附加功能；以FBS模型为设计框架，完成货物牵引车从功能—行为—结构的映射，确定产品各结构模块，从而得到货物牵引车的最终设计方案。结果表明：基于FBS模型和基元理论重新设计的机械化货物牵引车，减少了人为参与，机械化结构模块提升了装卸效率，为相关产品机械化设计提供设计理论基础。     

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。     

面向可变功能的机械产品变形设计研究

可变功能机械产品通过更换部分系统构件,可以获得不同的功能.对面向可变功能的机械产品变形设计进行了研究,通过结构变形即可实现不同的功能.在研究中,从机械产品概念设计的角度出发,对不同机械产品间的功能和结构相似度进行分析,基于此将结构划分为三种类型.针对不同类型结构间的变形,进行变更设计,获得能够满足可变功能要求的结构体.由此提出可变功能机械产品的结构-视图模型,对相关结构进行重组,并确定结构体之间的相互关系,最终获得基于结构变形的具有可变功能的机械产品.通过对可变功能无人机进行实例分析,验证所提出的面向可变功能的机械产品变形设计的可行性.     

FBS模型中行为与结构创新的商空间表达与实现

提出一种能够支持专利技术再创新的方法,对于提升我国机电产品的快速创新开发能力具有重要的现实意义.考虑基本结构的多功能属性,用粒度更细的基本操作表达功能-行为-结构(Function-behavior-structure, FBS)模型的功能元和基本结构的行为,以商空间理论作为数学工具,建立创新增强型FBS功能分解与结构匹配的商空间模型.功能层的保序划分或分层递阶划分实现了行为层创新;基于等价关系的结构层划分实现了结构层创新.实例表明,通过结构层和功能层的创新、匹配,能够用较少的简单基本结构的组合匹配原设计问题的总功能.因此,该方法可以有效地支持专利技术的再创新设计.     

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。     

基于装配概念模型的装配体建模方法研究

提出了一种基于装配概念模型的装配体建模方法,该方法采用自顶向下的设计,先确定产品的基本功能,根据基本功能用机构简图初步进行产品概念设计,并逐步向具体能实现该功能的结构映射,得到产品的装配概念模型,然后以此模型为产品的骨架,完成各零件的详细设计。     

基于行为链的机械产品可变功能再设计方法及应用

以具有可变功能为设计目标,对单一功能机械进行可变功能的再设计,具有重要的实用价值。行为或行为过程作为实现产品功能的必要途径,对再设计具有重要的指导作用。通过分析典型的具有可变功能的机械产品的行为过程,引入行为链概念,总结了可变功能机械行为链的相似特性,提出了一种基于行为链的机械产品可变功能再设计方法,将机械产品的再设计映射为行为链的再设计,为可变功能再设计提供了一个简单可行的方法。最后,用实例阐述了上述再设计方法的可行性。