基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法

为直观、合理地驱动产品概念设计方案的形成与输出,借助于实验测试与数值模 拟技术整合的优势互补特点,提出基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法。首先, 对设计对象进行前期的市场调研与分析,确定合适的设计着力点;其次,利用实验测试与数值 模拟技术分析现有产品的功能特性,寻找设计的突破点;然后,深入产品机理分析,以此为基 础提出设计解决方案,并论证其可行性;最后,对功能与形式的关联性进行探讨,确定最终的 产品造型,输出完整的产品设计概念。实验与数值分析方法在设计过程中的综合应用,构建起 以论证为基础的产品设计流程,确保了方案形成与输出的科学合理性,有助于提升产品设计效 率与质量,以桌面小风扇创新设计为例验证了方法的有效性。     

数据驱动的产品概念设计知识服务模型构建

为了满足消费者的个性化需求,提高产品概念创新设计阶段的设计效率和水平,同时提升设计阶段的创新能力,构建了数据驱动的产品概念设计创新知识服务模型。该模型基于产品的评论数据和专利数据等,运用文本挖掘和聚类分析等技术,向产品的设计者提供相应的知识服务,进而对设计过程提供相应的辅助支撑。最后,用实例验证了该模型的有效性。     

仿生扑翼“0”形轨迹机构的设计及气动力特性

针对仿生扑翼飞行器的驱动结构进行设计,提出了一种空间摇杆式的驱动机构与机翼扭转机构,实现机翼扑动过程中的"0"形空间运动轨迹.针对机翼的空间"0"字形运动,建立仿生飞行器气动分析模型,采用动网格与非定常数值计算方法,对机翼拍动过程中不同相位下的升阻特性进行分析,并通过空气动力效率与流场对比分析,得到不同参数条件下的气动效率,为仿生扑翼飞行器的设计及扑动模式的选择提供参考.通过气动力测量实验、台架姿态标定和外场飞行测试,验证了结构设计的合理性.     

产品情感配色的计算机辅助设计及其评价方法

感性消费与用户体验飞速发展,为了将情感需求与色彩情感相匹配,研究情感驱 动的产品色彩设计及产品色彩设计中的色彩情感语义,并将情感语义进行定量化描述,建立了 基于情感的产品配色选取及配比方式。探讨了情感驱动的产品色彩设计过程,研究建立了基于 择近原则的产品色彩情感评价方法,为产品进行工程化设计提供色彩设计理论依据。以开关柜 产品色彩设计为例,应用情感配色设计方法并对其设计方案的情感表现进行评价,用以验证该 方法的可行性。     

计算机辅助概念设计研究进展

以第4届国际计算机辅助工业设计与概念设计会议为背景，阐明了产品概念设计的内涵，指出计算机辅助概念设计CACD要解决的三大问题：概念设计方法学、产品信息模型及求解方法、计算机辅助概念设计技术；进而从智能概念设计技术、协同概念设计技术、虚拟概念设计技术、需求驱动概念设计技术等多个方面总结了CACD技术的研究进展，最后指出了CACD的发展趋势，并提出了CACD的三层架构．     

模拟设计思维过程的产品意象形态设计研究

为提高产品意象形态辅助设计过程中的效率和质量,提出了模拟设计思维过程的 辅助方法。通过产品意象形态认知实验,对设计师的思维过程进行解析,将其设计活动分解为 3 个部分：命题分析、生成创意解、优化创意解。针对其中的关键节点策略,分别运用层次分 析法、有向相似性法、逼近理想解法、神经网络、遗传算法等建立对应的模拟模型,最后结合 复古造型水龙头的设计方案验证了方法的有效性。     

STN-LCD驱动控制芯片的ASIC研究与设计

文章介绍了一种STN-LCD驱动控制芯片的设计方案.整个设计采用"自顶向下"的设计方法将芯片进行层次化功能划分,同时,参考已有的同类驱动控制芯片的设计经验,原理图输入设计和Verilog编程以及综合技术对模块进行设计.重点讨论分析了其关键部分一接口时序、控制电路和驱动电路的设计.对所设计的驱动控制芯片的数字部分功能和模拟部分功能分别采用modelsim仿真和cadence spectre仿真验证,符合所设计的芯片要求.该芯片可以甩在手机、数码相机、MP3、MP4等产品的显示屏驱动.     

基于数字孪生的测试性验证技术

针对型号测试性验证工作中存在的验证周期长、验证时机滞后、验证环境受限等问题,开展了基于数字孪生技术的测试性验证技术研究,重点关注数字孪生技术框架和关键技术研究,包括基于数字孪生驱动的故障模式分析、基于数字孪生驱动的故障模式空间模拟、基于数字孪生驱动的故障模式分配与注入、基于数字孪生驱动的数据融合技术,以期实现装备全生命周期的测试性验证与增长。形成一套基于数字孪生驱动的测试性验证流程及方法,用于指导新研产品的测试性验证工作。     

基于MEMS的微电容式无线加速度传感器的研究

介绍了一种基于MEMS技术制作的微电容式无线加速度传感器的设计与实现。研究了无线加速度传感器的整体设计方案,给出了硬件电路设计和软件设计过程,并实现了原型产品的调试与制作。为验证原型产品的有效性,将其安装在实际桥梁上进行振动测试,给出了数据分析计算结果。     

一种面向高性能数值模拟软件的自动化测试平台

高性能数值模拟软件的快速研制是确保高性能数值模拟应用与高性能计算机协调发展的关键,是当前高性能计算应用领域亟待解决的瓶颈问题。软件测试是软件研制过程中不可或缺的重要环节,是影响软件研制效率的重要因素。研制适应于高性能数值模拟软件的自动化测试工具和环境对于软件的快速研发具有重要意义。当前广泛使用的商业、开源自动化测试平台无法很好地满足高性能数值模拟软件测试的需求,因此,设计实现了一种面向高性能数值模拟软件的自动化测试平台。该平台可以适应各类数值模拟软件的系统测试、验收测试需求,具有良好的跨平台性,简单易用,用户可同时通过多种方式方便快捷地访问测试结果,从而快速定位测试中发现的程序错误,为高性能数值模拟软件测试提供技术支撑。目前该平台已为实际的数值模拟软件研发提供测试验证服务,对中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心的19个软件,1 108个验收测试算例进行自动化测试,提供长时间的稳定测试服务,展现了该平台的普适性和稳定性。     

Research on Variable Structure Parametric Design System of Ceramic Tile Mould Based on Modular

To solve the existing problems during the ceramic mold enterprises product design and development process, the variable structure parametric design system based on modular of ceramic mold has been developed. The system uses the object-oriented technology and top-down design concept as a guide, establishes a ceramic mold parametric design process, divides the process of ceramic mold design into modules of different levels and creates a component model library based on the functional analysis. Expanding modular thinking to parts structure design level is an effective solution to the difficulty of changing the structure during the product design process. Examples show that the system can achieve a ceramic mold product design, improve design efficiency.     

An integrated neuro-genetic approach incorporating the Taguchi method for product design

Product design is a multidisciplinary activity that requires the integration of concurrent engineering approaches into a design process that secures competitive advantages in product quality. In concurrent engineering, the Taguchi method has demonstrated an efficient design approach for product quality improvement. However, the Taguchi method intuitively uses parameters and levels in measuring the optimum combination of design parameter values, which might not guarantee that the final solution is the most optimal. This work proposes an integrated procedure that involves neural network training and genetic algorithm simulation within the Taguchi quality design process to aid in searching for the optimum solution with more precise design parameter values for improving the product development. The concept of fractals in computer graphics is also considered in the generation of product form alternatives to demonstrate its application in product design. The stages in the general approach of the proposed procedures include: (1) use of the Taguchi experimental design procedure, (2) analysis of the neural network and genetic algorithm process, and (3) generation of design alternatives. An electric fan design is used as an example to describe the development and explore the applicability of the proposed procedures. The results indicate that the proposed procedures could enhance the efficiency of product design efforts by approximately 7.8%. It is also expected that the proposed design procedure will provide designers with a more effective approach to product development.     

融合贝叶斯网络与前景理论的产品工业设计多阶段决策方法#br#

针对产品工业设计决策中的不确定性与单一设计决策阶段难以准确描述全局决策结果的问题,引入三参数区间灰数对决策者的意见进行描述,构建贝叶斯网络(BN)模型学习用户群体对市场上现有成熟产品的决策信息,获得目标产品工业设计方案在各决策属性上的状态分布概率。为反映决策者对设计方案感知相对收益和损失的心理行为,融合前景理论(PT)与 BN 构建不同决策阶段产品工业设计方案的前景价值函数,以认知递进假设建立优化模型计算产品工业设计决策多阶段权重,通过综合前景价值计算判断设计方案优劣。以数控磨床工业设计方案决策的多阶段融合为例验证了方法的有效性,结果表明该方法能够引入用户群体的多阶段意见偏好估计设计决策属性的概率分布,以前景价值实现产品工业设计多阶段决策信息的有效集结,提高设计决策的全局性和科学性。     

基于Petri 网的工业设计过程管理工作流建模研究

工业设计过程建模是产品设计过程管理研究的关键环节,直接影响着项目开发周 期和整体效益,但目前工业设计行业没有针对设计过程管理有效的建模技术及其系统。为实现 对工业设计企业设计过程动态性、结构性和有序性管理,在产品设计过程管理中引入面向过程 的组织管理与流程优化的工作流技术及Petri 网建模方法;然后根据对设计过程管理流程的研 究,构建了设计过程管理工作流程图;进而结合工作流技术、Petri 网过程建模方法和工业设计 过程管理流程提出工业设计过程管理的4 个阶段工作流建模方法：本体分析、元素提取、元素 概括、元素带入;最后,以工业设计过程管理建模领域为例构建了基于Petri 网的工业设计过程 管理工作流模型,在此基础上实现了工业设计过程管理原型系统。     

A systematic knowledge-based method for design of transformable product

A transformable product can perform different functions or change functionality by changing its physical structure. It is formed by integration of different components whose states can be transformed each other. However, there is a lack of systematic methods to guide design of the transformable product. In order to improve the design efficiency of transformable products, a large number of products are studied in this research to build a case base of transformation parameters and transformation principles for the design knowledge. A systematic design process is proposed to apply the design knowledge. The transformation design problem is first mapped from the problem domain to the knowledge domain expressed by transformation parameters. A general solution is then obtained in the knowledge domain. A multi-classification support vector machine is used to train a model of the transformation recommendation based on transformation parameters. Finally, the general solution is mapped into the problem domain for the specific solution using the analogy design. The effectiveness of the method is verified in the design of a self-propelled boom sprayer.     

虚拟现实技术的应用对产品设计主要环节的影响

本文对虚拟现实技术进行简要的介绍,分析了虚拟现实技术的应用对产品设计的主要环节,即概念设计阶段、设计表现手段以及设计方案评估等环节所产生的各种影响,并最终阐述了虚拟现实技术必将导入产品设计乃至工业设计的必然趋势。     

基于结构熵权 TOPSIS 法的产品设计方案评估研究

为了提高企业在产品设计方案评估阶段进行合理决策的效率,提出了一种基于结 构熵权双基点法(TOPSIS)的产品设计方案评估方法。在评估流程中,首先确定产品设计方案评 价指标,专家对各评价指标进行重要度排序,在得到了“典型排序”后经过结构熵计算和“认识盲 度”计算,得出各评价指标的权重,以替代双基点法中专家主观设定的权重系数;其次,构建设 计方案各指标加权标准决策的矩阵,进而求得各指标的理想解,基于以上可得到各设计方案距 离理想解的相对贴近度,经对比后确定设计方案的排序情况,从而得到各方案的优劣。最后, 将该评估流程应用于录音笔设计方案评估的决策中,验证了该方法的可行性与有效性。     

仿真软件在弹药设计中的应用

为提高弹药的设计效率,用ANSYS Workbench对发射的弹丸进行强度分析和结构分析,用LS-DYNA分析破片穿甲过程,用ANSYS的 AutoDyn分析聚能射流穿甲及爆炸分散过程,用ANSYS的Cart3D分析弹丸气动力,并对弹药设计方案数值仿真. 比较仿真结果与理论结果,优选出相对合理的设计方案. 结果表明应用仿真软件可有效缩短弹药设计周期,能为故障分析提供指导.