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。     

机械产品概念设计BFBS混合映射方法

为实现结构到功能的映射,提出一种行为-功能及行为-结构混合映射的方法.在定义行为模型、基本功能体和元功能的基础上,对行为、基本功能体和元功能进行详细分类,然后根据行为、功能和结构间七种基本映射类型,以行为作为中间过渡信息连接结构和功能,通过基本映射类型在行为、结构和功能间的反复混合映射,将产品结构与产晶功能紧密联系.最后由元功能对基本功能进行合并,根据合并过程所获得的功能组织结构,完成对产品各部分的理解,达到结构到功能映射的日的.通过在摩擦驱动装置分析中的应用,验证了该方法的有效性和实用性.     

产品概念设计过程研究

产品的概念设计直接影响产品的质量、成本和性能,是产品设计的核心阶段。文章结合科学效应叙述了产品概念设计的一般过程,通过科学效应给出产品总功能的实现途径,在此基础上对产品总功能进行分解并且列出功能分解图和功能结构图,再利用科学效应求出产品功能结构图中功能元的解。之后列出形态学矩阵并从中组合出多种可行性方案,经过对可行性方案的评价验证选出最佳的方案。最后通过实例验证了过程的有效性。     

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。     

基于单元模型的产品结构概念设计

将功能单元与结构单元作为基本逻辑单元,提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法。建立了功能单元模型,以及产品级和零件级两种不同复合度的结构单元模型;以功能单元为载体,通过对表征功能单元间关联关系的邻接矩阵进行运算,得到功能单元的耦合集及其优先级关系,建立了设计活动的功能链图;以功能链图为依据,建立了功能单元—产品级结构单元关联矩阵,得到基于产品级结构单元组合的、满足功能需求的设计方案;以此为原形,进行产品级结构单元到零件级结构单元的运动及定位关系映射,建立了以功能表面为载体的、由功能表面及其关联构成的产品结构骨架,对其进行参数约束与结构扩展,即可完成产品结构的扩展。以搬运机器人为例,说明了所提方法的有效性。     

基于效应的概念设计过程模型研究

阐述了功能模型、功能基和效应的概念，论述了功能、效应与实例三者之间的关系，提出了FEE(Function—Effect—Example)概念设计过程模型，该模型可在概念设计阶段产生满足需求功能的原理解，结合工程实例说明其应用过程。     

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。     

基于约束功能的机械产品概念设计方法研究

机械产品概念设计的目的是实现产品功能到结构的映射,以获得产品设计约束链中的结构部件和结构单元的组成原理重构和概念方案。方法通过约束功能分析和各功能模块的设计约束加载,映射出诸多可选的结构形式,再结合机械产品的整机性能指标和主要结构参数等约束要素,确定出具体映射结构件以及相互功能联结形式。论文以电动液压叉车概念方案的产品建模仿真和物性分析的应用案例,给出结构方案评判和优选的概念设计方法,验证了方法的可行性。     

面向问题域的产品概念设计阶段需求功能的描述及转换研究

研究了产品概念设计过程中不同问题域内需求功能的转换，分析了设计过程中用户知识空间和设计知识空间的关系，定义了问题域；提出了适合概念设计过程中问题域模型的表示方法，建立了需求功能描述的流程，构建了需求功能获取系统的总体框架。最后实例验证了方法和系统的可行性。     

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     

约束驱动的产品形态概念设计智能优化模型研究

为了增强产品概念设计推敲和优化阶段的客观性和科学性,提高产品概念设计的效率,提出了产品概念设计约束驱动智能优化方法和模型。该方法首先分析了产品概念设计约束的特点和约束驱动的原理,建立了约束驱动的概念设计优化法模型框架,并在此基础上研究了其算法机制和相关支持技术,最后利用某款机场主力消防车概念设计的优化过程,对该方法进行了说明和验证。     

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。     

产品概念设计方案生成模型

在公理化设计中引入行为域，提出了具有“顾客需求域→功能域→行为域→载体域”映射模式的概念设计方案生成模型，将功能域、行为域和载体域之间的映射视为整体。采用质量功能配置方法建立了顾客需求域与该映射整体之间的关系；针对映射整体定义了一种域映射规则，给出了域映射过程的数学语言形式化描述。以高速链式平缝机方案设计为例，对所提出的模型和方法进行了说明。     

产品装配信息概念模型及自组织映射方法

提出了一种基于装配信息自组织的产品装配信息建模方法,主要包括面向装配的产品信息的概念模型,零件的装配定位和装配模型的确定及零件的重新设计,提出的产品信 原理图模型、广义机构模型、装配简图模型和装配图模型秘从装配简图模型到装配模型的自组织映射方法,是一种新的、有效的产品信息装配建模方法,为支持概念设计的ＣＡＤ技术的发展开辟了一条新的途径。     

基于AHP的产品概念设计研究

产品概念设计的基本目的是获得综合性能最好的设计方案。通过对产品功能的分解和结构要素的映射分析,求出的方案集的解,通过分析不同方案对功能要素的相对重要度大小并进行量化处理,再基于AHP进行归纳计算,找到综合权重最大的方案作为最佳设计方案。通过对电缆除冰装置概念设计的实例分析和计算,验证了该方法在产品概念设计方面应用的可行性和实用性。     

计算机辅助概念设计研究现状和发展趋势

指出产品概念设计包含设计功能、原理、形状、布局和结构设计等内容,阐明计算机辅助概念设计的内涵。从工程设计、工业设计、人工智能和新技术４个角度探讨目前国内外该领域的研究发展现状,结合现代产品设计模式的发展方向,指出ＣＡＣＤ以设计创新和建模技术为核心的六大关键技术,以及ＣＡＣＤ的发展趋势。     

产品概念设计自动综合求解与系统实现

运用键合图方法定义了基本元件，并提取其输入输出特征与能量传递和转换函数。研究了单输入单输出机械产品的概念设计自动求解。提出了目标驱动的逐段综合求解策略和基于模糊距离的方案评价方法，开发了相应的概念设计原型系统。结合面向对象和规则方法来表达设计知识，其中面向对象方法用来封装元件，形成元件类，规则则用来指导搜索过程。通过自动门驱动装置的设计实例，说明该方法适用于定常和非定常的设计要求。