基于约束网络的公差设计方法

采用优化方法进行公差设计难以结合设计经验，为此，提出了基于约束网络的公差设计方法，深入讨论了公差设计约束网络模型的构成，以及利用区间过滤机制的模型求解算法框架，并阐述了实际公差设计约束协调系统的结构及工作原理。最后给出了该方法在减震器弹簧公差设计中的应用实例。     

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。     

基于虚拟约束关系的机械产品设计缺陷推理模型与方法研究

机械产品零部件的设计缺陷是影响机械产品质量、可靠性与安全性的重要因素。将没有完成设计的机械产品零部件作为虚拟零件,通过机械产品零部件之间的装配约束关系构建约束树,并将虚拟零件注入到约束树中,将节点的可信度作为评价节点设计参数可靠性的依据,依据约束树建立设计缺陷推理模型,将约束树中的子节点作为父节点推理的前提条件,从叶节点开始沿着约束树的节点自底向上逐层推理。当虚拟零件的设计工作完成后,其设计参数的变动会破坏约束树原始的约束关系,约束树中节点的推理值的大小反映了原始约束关系被破坏的程度,依据约束树中各节点的推理值来确定需修正设计参数的零件,通过节点设计缺陷的传递因子来反映装配体零部件之间设计缺陷传递的规律,通过分析1TP+3TPS并联机构的设计缺陷推理结果,验证了该方法能有效辨识机械产品中存在的设计缺陷。     

机械产品设计方法

根据当前国内外工作在机械产品设计岗位的工作人员的经验，经过一段时间的分析与概括，将产品的设计方法简括为系统化、智能化和结构模块化3种类型。针对性指出3种方法的特点及其相互间的有机联系，且强调了产品发计由人机共同实现的大趋势。     

虚拟现实技术与机械产品设计

在机械产品设计中，虚拟现实技术正以前所未有的力度推动着产品的改进和创新。本文在简要介绍虚拟现实技术的基础上，描述了虚拟技术在产品概念设计、产品结构设计和产品造型设计领域的应用与前景。     

多学科协同设计的约束网络模型研究

通过对多学科协同设计中约束特点的分析，提出了一种对产品进行多学科协同设计的约束网络模型，该模型从产品的组成和设计过程两方面多层次地将产品的各学科子模型关联起来。能够有效地支持产品多学科协同设计过程。给出了约束网络模型的表达方法，并以汽车离合器为例进行了实例分析。     

基于变动几何约束网络的公差设计研究

在阐述和完善变动几何约束的定义和分类,变动几何约束网络的生成及其运动学模型的基础上,研究了计算机辅助公差类型的生成规则、方法,公差网络的表示方法,以及公差大小的最优分配方法。给出了基于三维CAD系统的计算机辅助尺寸公差和形位公差综合设计的总体框架和原型系统。实例分析验证了此系统的有效性。     

基于网络白板的概念设计系统研究

建立了一个基于网络白板的概念设计系统。该系统结合集中式和分布式的特点，采用B／S框架结构，为不同地理位置、不同学科的设计人员提供一个实时协同工作环境，以便共同完成概念设计阶段的活动和任务，能获取、共享及重用概念设计数据，有助于设计人员在设计早期进行创新思维。     

约束网络及约束传播技术在并行设计中的应用研究

探讨人工智能中的约束网络及约束传播技术的并行设计中的应用,先将设计变量构成约束网络,通过约束传播技术使得设计变量趋于精确,并将推理依据进行记录,在发生冲突时系统呆以根据所记录的约束来源协调设计过程,达到协同设计的目的。     

模拟人脑工作机制的机械产品概念设计行为原理启发求解方法

机械产品概念设计是现代设计理论研究的热点问题,其核心是功构映射,即根据既定的功能需求,以行为效应作为中间载体,求解满足设计约束的原理构件组合。以概念设计的功构映射理论作为基础,利用设计师大脑认知过程的神经机制作为依据,提出模拟人脑工作机制的机械产品概念设计行为原理启发求解方法。分析前额叶-海马体神经回路中设计经验知识的记忆启发机制,并以此为基础构建行为效应重构的记忆启发强化学习模型,利用多巴胺调控的Q学习在状态转移概率和设计环境回报函数未知的情况下实现行为效应的重构认知传递。同时,分析小脑模块化神经结构的反射调控作用,构建以全连接多层感知机和循环神经网络为模块的约束满足神经网络,形成复杂设计约束下的操作性条件反射判断设计空间中的约束可解性,为原理构件的组合求解提供设计依据。以电梯曳引系统的概念设计为例验证所提出方法的有效性和可行性。     

AUTOMATIC APPROACH TO PRODUCT CONCEPTUAL DESIGN BASED ON CONSTRAINT NETWORK

Product design is considered as the constraint satisfaction problem (CSP), and a new design approach basedon constraint network is proposed and applied to make design automatic partially. By means of constraint extraction, constraint network construction and operation, constraint chains are acquired, and then the conceptual design scheme can be got by decoding the information stored in the design constraint chains, which provides a novelty method for mechanical product design automation. Shearing mechanism of shearing machine has been designed by this way.     

基于域结构模板的机械产品概念设计方案生成

在公理化设计（Axiomatic design）理论的基础上,研究了机械产品要领设计方案生成的几个关键技术。讨论了要领设计的顾客需求驱动问题,提出了一种解决策略;针对公理化设计理论的不足,提出了域结构模板的概念,对公理化设计进行了扩展,并在此基础上构造了概念空间和概念推理网络;通过约束推理从概念推理网络中提取出有效概念空间,并给出了有效概念空间的分解算法;基于概念图（Conceptual graphs）分析了方案中设计实体之间的功能联系。以高速链式平缝机为例对所述概念设计方案生成方法进行了验证。     

基于功能推理机制研究复杂机械产品的概念设计

提出了系统功能分层策略和组件建库与调用机理,采用重新定义问题和部分解的方法,从系统功能定义入手,将最初问题分解成按照功能定义的部分问题,以此形成的空间与组件解空间进行耦合,寻找满足功能需求的最初问题解。在布料系统的概念设计上用此机制验证了设计过程的自动性和方法的有效性。     

基于产品基因的概念设计

提出了一种基于特征的、通用的功能表达模型。通过对生物基因工程与产品原理方案设计的系统类比,引出产品原理方案设计中的信息遗传基础“产品基因”的概念,提出了“产品基因”的“转录”、“翻译”、“复制”以及“逆转录”机理,揭示了产品基因在功能设计与原理方案设计之间的桥梁作用。建立了基于产品基因遗传和重组的概念设计框架,并以一种新型硬币分离装置的原理方案设计为例进行验证。结果表明,该框架显然有助于产品概念设计阶段的原理创新。     

基于改进Freeman-Newell模型的机械产品概念设计过程研究

在引入行为信息的基础上,对Freeman－Newell模型进行了改进,建立了基于功能和行为的载体认知模型,描述了设计过程中单元求解过程;基于该载体认知模型构造了概念设计过程模型－概念空间;采用布尔矢量/矩阵对概念空间中设计元素之间的关系进行了描述,使之便于计算机的表达和操作,在此基础上,给出了概念设计过程的形式化描述。最后以工业平缝机为例对所述模型和方法进行了说明。     

基于功能分解的机械产品概念设计

工程设计问题常采用功能分解,功能分解的核心是采用了功率键合图,通过分析工程系统功能关系确立待设计系统物理参数;根据系统中能量传递建立系统转换模型,并将该模型转化为功能参数转换矩阵,通过附加约束推理出功能方法树;建立系统匹配元件库,给出评估因素,确定匹配关系,并结合专用塑料盒封切机传动系统设计讨论软件自动生成功能方法树,产生多个设计方案及方案评估的关键技术。     

基于集合原理的产品概念设计过程建模

概念设计是产品实现过程的关键一步,有效的产品概念设计可以提高质量、减少成本及缩短上市时间,从而可以较准确地满足客户要求,如何实现产品概念设计过程建模,是工程设计领域研究的热点问题。首先,概述概念设计问题的特性,采用集合原理对产品、产品环境及产品结构等进行了表示,并对产品设计中的原型零件、原型组件及联接器等进行了形式化描述。其次建立两类概念设计问题的设计过程模型,通过分析产品设计过程,实现产品概念设计的过程定制。最后结合专用塑盒封切机输送机构设计说明该方法的应用。     

CONCEPTUAL MECHANICAL DESIGN METHOD BASED ON QUALITATIVE SIMULATION

A model for conceptual design of mechanical devices is studied based on qualitative simulation. In this model, the desired functions are expressed by state-transit-diagrams(ST-diagrams) and design space is represented by qualitative-state-curves(QS-curves). The first design idea, called seeds idea, is proposed by the designer and then is abstracted into QS-curves. The qualitative simulation is implemented based on the QS-curves. By changing the motion of acting parts, the connection of parts and the motion of driving part, new design ideas are generated. With this model, a series of new design ideas derived from the seeds idea can be achieved.     

基于设计协作环的产品方案设计工作流模型及实现

产品方案设计阶段是决定产品质量、企业市场竞争力最为关键的阶段;不同企业通过组合各自优势资源进行企业协作则是提高市场竞争力的一个重要途径。在对面向质量的产品方案设计过程进行分析的基础上,提出设计协作环的概念,建立了基于设计协作环的工作流模型,并通过引入多代理技术,建立了支持该工作流模型的系统实现结构。     

具有迭代特征的复杂机械产品概念设计模型

针对机械产品概念设计的复杂性,提出一种基于迭代的功能－行为－机构－结构模型(FBMS)。从机械产品设计的特点出发,研究复杂机械系统的功能、行为、机构和结构之间的关系,揭示行为和机构在功能到结构转换过程中的桥梁作用,由此提出基于行为和机构的映射关系,进而结合设计过程的迭代特征建立基于迭代的FBMS模型。在综合考虑该模型中各要素特点的基础上,给出其形式化描述方法。通过对迭代设计过程中行为和机构作用特点的分析,给出迭代设计的具体步骤及相应的迭代算法流程。以一个具体机械产品设计为例,对FBMS模型的有效性进行验证,并对其整体特性进行分析。结果表明,该模型有助于机械产品概念设计阶段的机构组合创新,以及功能与结构之间的优化匹配。