用FAST法设计功能组合式儿童自行车

通过产品设计中FAST法——功能系统技术法的阐述,对儿童自行车的功能组合设计进行了合理应用。首先,通过骑车时黑箱子模型的信息输出,建立了FAST功能树,得到了一系列儿童自行车的可能设计因素;然后,围绕功能组合、人机关系等建立了儿童自行车的形态矩阵;最后,对一款可扭摆的自行车进行了详细设计,通过建模、渲染得到了逼真的效果图,并分析了该方案的人机关系。从而得出结论,通过儿童自行车的功能组合式创新,验证了FAST法在产品设计中的合理应用;并阐明儿童娱乐代步工具的需求性已不再停留于自行车的概念,而要考虑其功能叠加、组合、转化的方式,以对未来多功能、集成化的儿童娱乐代步工具设计作铺垫。     

基于FAST法的手推式轮椅改进设计与分析

阐述了FAST法——功能系统技术法在手推式轮椅设计中的合理化应用.通过建立轮椅的FAST功能树,得到了一系列手推式轮椅的可能设计因素,按照FAST功能树中子功能的列表,主要围绕功能整合、人机关系,建立了手推式轮椅的形态矩阵.并对一款安全稳定的轮椅进行了详细设计,从功能特征、人机尺寸的角度进行了分析.从而验证了FAST法在产品设计中的合理应用.     

基于FAST/FBS/TRIZ/FMEA的产品创新流程研究与应用

阐述了FAST、FBS、TRIZ和FMEA之间的理论关系,提出了一种基于"目的明确-方案求解-问题优化-可靠验证"的产品创新流程策略,利用FAST图分析转化产品用户需求,应用FBS概念设计实现产品功能到结构的映射,以TRIZ为工具对结构中存在的问题进行优化处理,应用FMEA分析工具对所得的结构进行风险评估,提高产品的可靠性,实现产品的创新设计。并以振动筛设计为例验证了该理论的可行性。     

基于功能系统技术FAST法的车体设计与分析

通过产品的FAST(Function Analysis System Technique)法分析,对现代家庭多功能组合车体进行合理的分析与应用。首先,根据用户需求和现有自行车的功能,采用FAST法创建自行车的功能树;然后,从功能树中选定目标功能的可能范围,确定功能需求与工程度量;最后,基于目标功能设计了一款功能组合式自行车,并对其进行系统的人机关系和机械结构分析。基于以上创新设计过程,得出结论,印证FAST法在设计中的有效性和合理性,并阐述家庭多功能组合式车体的前景与创新展望。     

产品创新功能结构特征建模方法

简要分析并描述了概念设计中产品创新的多种功能结构特征建模表示方法.采用1种基于作用流的产品结构特征建模方法,对产品创新概念设计功能结构特征进行建模.以复合式旋流器产品为例,结合产品概念设计FAST(Function Analysis System Technique)方法对该产品进行了功能结构特征建模.利用所建立的复合式旋流器产品功能结构黑箱模型及产品各部分功能链,如人手、人力、开/关、电能、混合液和旋流器等6部分功能链,完成复合式旋流器的功能结构特征模型,通过研究发现复合式旋流器主要在振动、噪音、密封、磨损及可靠性等方面存在缺点,创新方法启示的结果将为复合式旋流器产品创新方案的产生及冲突问题的有效解决提供重要的参考.     

需求/结构映射的灰关联相似性匹配与求解

产品概念设计过程中,为准确获得满足需求的结构方案,提出需求/结构映射的灰关联相似性匹配与求解方法。在灰关联相似性匹配与求解的两级实例推理模型中,设计了需求转化和功能求解的分层次灰关联求解映射策略。建立规范的需求/功能编码形式,并设定初步检索规则,缩小实例检索范围;设定差异信息比较规则,采用灰关联分析进行实例匹配,将需求和功能权重引入灰关联度的计算公式,使得推理求解符合概念设计的实际应用,自动获取产品概念设计的结构方案。通过在花蛤采收机和包装粉碎机设计中的应用,验证了该模型的有效性和可操作性。     

计算机辅助机械产品概念设计中几个关键问题的研究进展

本文对机械产品概念设计的定义、内涵进行了深入的论述;分析了市场需求与产品功能之间的关系;研究了基于工艺动作过程的机械产品概念设计和基于动作基本特征的执行机构库的建立方法;对机械产品概念设计创新性的具体实施方法进行了探讨;研究了计算机辅助机械产品概念设计的关键框架,提出了机械产品概念设计应按机械基本特点建立功能求解模型和组成机械方案.     

概念设计在广场积水快速清理装置中的应用研究

为解决雨后广场积水给人们出行带来不便的问题,提出广场积水快速清理装置的概念具体化设计。分析和总结了广场积水快速清理装置设计与开发的方法。首先通过用户访谈方法收集用户需求,并运用语义询问方法捕捉产品设计感;其次通过功能分析建立黑箱子模型,分析聚集子功能并建立细化的功能结构;然后建立多个备选概念设计方案,利用具体化核查列表进行方案筛选并得到最优方案。在此基础上进行优化方案的具体化设计。通过以上广场积水快速清理装置的概念设计分析,深入了解了产品概念设计的全过程,从而验证了该方法的有效性。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

本体论在机械产品功能建模中的应用

概念设计是产品设计中最重要的部分,将本体论的原则与方法引入机械产品概念设计领域,建立了基于本体的产品功能信息模型,并提出以功能本体为基础建立产品功能结构的方法.最后,以果汁机功能设计为例说明了功能本体模型在产品设计中的应用.     

计算机辅助创新技术驱动的产品概念设计与详细设计集成研究

针对计算机辅助创新(Computer-aided innovation,CAI)技术提出的创新概念方案不能顺利地输出给CAD系统的问题,从分析具备产品的功能信息及结构信息的CAD装配结构模型入手,通过建立产品装配结构的信息模型图,分析并确定装配模型存在的问题和冲突,然后应用计算机辅助创新(CAI)技术驱动的知识工程(Knowledge based engineering,KBE)及语义处理技术集成的创新技术进行解决,进而驱动产品结构设计,创新性地解决装配结构中存在的问题,形成从构思创新方案产生-形成知识-驱动结构设计的有机创新过程,初步实现了概念设计与详细设计的集成。进而建立了计算机辅助创新(CAI)技术驱动的产品概念设计和详细设计的集成过程模型,通过无磨损蝶阀产品的创新案例验证了该模型的可行性。     

功能建模法在橡胶分卷机概念设计中的应用

产品的功能设计是概念设计中极为重要的一环,概念设计过程的实质就是一个产品的功能定义、功能分解、功能组合、功能结构的实现并进行方案优化的过程.产品的功能模型对产品的功能语义和功能行为进行描述和表达,在产品设计和分析中具有重要的作用.对功能、功能结构、功能基、功能建模进行研究,运用功能建模法对橡胶分卷机进行功能分析,使其概...     

航空传动系统概念设计功能分析的图论方法

利用图论法提出了航空传动系统产品概念设计阶段的功能分析及评价模型,用图论中的树和林分别表达设计对象的工作状态和空闲状态,使概念设计阶段的零件间的关系及约束更加清晰,可以同时考虑不同约束并行地对方案进行功能分析。本方法使设计人员可以提出并检测多种结构方案,给出传动系统能量流动分析,有效确定产品概念设计方案中结构可靠性、尺寸、可维护性等。     

基于AHP/FAST/FBS的遥控式抹光机设计

为准确计算用户需求重要度并将其转化为对应的产品结构模块,提升产品设计的合理性、易用性及美观度,提出一种AHP,FAST和FBS相结合的方法.对遥控式抹光机功能样机的用户需求进行调查分析,运用AHP确定需求权重;以此为参考,应用FAST将用户需求分别转化为产品功能;根据FBS模型,实现产品功能到结构的映射,从而确定产品各结构模块,输出最终设计方案.AHP/FAST/FBS集成方法能将用户需求转化为设计技术要求,从而获得理想的产品设计方案.     

基于数据挖掘的产品概念设计建模研究

在产品概念设计过程中，引入数据挖掘技术和方法，提出了基于数据挖掘的全息虚拟产品概念设计模型，开发了数据挖掘工具，建立了面向产品概念设计方案生成的数据仓库；研究建立决策树算法的数据挖掘模型，以支持度为目标，实现从所建立的机械产品库、设计规则库、领域知识库中挖掘相关数据、信息和知识，从而极大地支持机械产品方案创新设计过程。以机床传动机构设计为例，说明了采用决策树方法的数据挖掘模型来实现机械产品概念设计的功能结构映射过程。     

基于KJ/Kano/FAST模式的产品概念设计

为提高产品概念设计的完整性和准确性,解决传统产品概念设计分析阶段使用单一工具而导致效果不足的问题,提出了KJ/Kano/FAST设计模式。通过功能需求挖掘、关键功能区域识和功能求解,集成3个工具的互补优势,实现概念设计过程的改进。以森林消防车为例,基于该模式进行了造型创新设计,初步验证了设计模式的可行性。研究表明：KJ/Kano/FAST能够实现发现问题、分析问题和解决问题的路径,有助于形成符合用户需求的创新设计方案,有利于提高产品概念设计的完整性和准确性。     

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。     

基于多色集合理论的概念设计建模和推理技术研究

对产品信息建模和推理技术的形式化方法进行了研究。将机械产品中存在的约束关系分为3类4种，在功能方法树中以边的形式进行了表示，建立了包含约束信息的功能方法树模型，在此基础上，利用多色集合理论的元素、统一颜色、个人颜色等概念以及多色图，建立了产品概念设计形式化结构模型；从功能分解和约束条件两方面进行了数学形式的描述、推理，给出了实现产品概念设计形式化推理的计算机算法流程；以隔振系统的概念设计为例，应用和验证了以上理论和方法。研究表明，基于多色集合理论建立的机械产品概念设计模型易于形式化描述和推理，方便计算机编程。     

融合语义学的产品概念设计过程模型研究

为改进以往产品概念设计过程模型中忽视人的需求、文化及美学要素的缺陷,在分析研究产品分层结构体系内涵的基础上,从工程学角度重新审视产品语义学这一概念与理论,对功能-行为-结构概念设计过程模型进行扩展,提出一种融合语义学的产品概念设计过程模型(CFBSS)。分析了模型中两个新要素(用户及产品语义)存在的理论依据,并对模型中各要素符号及其子要素符号进行详细定义。建立了涵盖工程设计与工业设计两大领域、普遍适用于工业及消费类产品的通用概念设计过程模型。以咖啡机设计为对象进行实例研究,分析了CFBSS概念设计过程模型的应用。     

鞋类产品和谐智能CACD系统研究

针对计算机辅助概念设计的瓶颈问题和关键技术,一方面给出鞋类产品的物元系统表示方法、鞋类产品概念设计中矛盾冲突模型和矛盾冲突解决的可拓工程方法以及可支持鞋类产品概念设计的可拓评价决策模型;另一方面提出面向CAD的CACD的和谐化智能化研制思想,基于SolidWorks系统开发和谐智能计算机辅助鞋类产品概念设计系统,即人机合理分工、人机友好交互、人机智能结合CACD系统。