零件设计与制造域间特征映射数学模型的研究

采用数学工具,在特征信息描述的基础上,系统地分析了特征映射中信息演变过程,建立了零件设计与制造域间特征映射的数学模型,探讨了特征映射原理。     

零件设计域到制造域的特征映射机理研究与应用

通过对特征映射机理及其映射过程的分析，提出一个基于零件特征模型、面向井行工程的特征映射系统。系统由预处理、筛选、提取及聚合等四个子系统组成，完成零件从设计特征到制造特征的映射，从而实现零件在特征层上的信息转换。以实例对系统进行验证。     

多域特征映射机理研究与应用

讨论了特征的概念性和操作性定义及特征分类,分析了多域特征映射机理,给出了不同应用领域对产品信息需求的多域特征映射框架模型,并实现开发了一个初步系统。     

球面铣刀制造中的数学模型研究

介绍了球面铣刀成形原理、刃口曲线求解模型、刃口曲线相关参数的优化模型、磨制后刀面的机构和相应数学模型，并用实例验证上述模型的可靠性，最后还讨论了砂轮磨损对刃口曲线的影响。为球面铣刀的国产化提供了参考。     

产品模型的特征造型系统研究

通过特征造型系统建立的产品模型可以提供制造所需的几何、工艺信息,以使CAD和CAM数据共享,从而实现设计和制造一体化。基于工作站/微机通信方式,提出了一种建立几何、工艺信息完整的零件计算机内部产品模型特征造型新方法。实现了回转体类零件产品模型的建立工作。     

基于数学定义的圆柱要素形状公差数学模型的研究

在ANSI Y14.5.1M—1994的基础上,建立了圆柱要素形状公差的数学模型。首先采用矢量方程的形式严格定义国标中采用图形与文字形式所定义的公差,然后,应用公差数学定义理论建立公差带,最后在公差带约束下进一步建立了公差带坐标系各自由度变量的变动范围。由此所建立的公差数学模型可以对公差语义作出完整、准确的解释,从而消除公差语义的二义性。     

产品造型设计思维模型与应用

产品造型设计是一个病态结构域的问题求解过程,一般通过设计者的专家知识和经验来完成造型设计问题求解,其思维过程和模式是设计研究的难点。针对上述问题,通过基于口语分析法的产品造型设计认知试验研究, 提出一个具有自下而上和自上而下设计信息的加工过程的产品造型思维模型,该模型说明造型设计是一个具有自下而上和自上而下设计信息的加工过程。同时在此基础上,初步建立了基于产品造型的思维模型的计算机辅助工业设计系统,并运用系统进行了实际的设计工作。     

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。     

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。     

产品生命周期需求的分析及其间映射方法的研究

在产品需求拓扑结构的基础上,以产品生命同期的质量功能展开系列矩阵为纲领,基于模糊数学理论,深入探讨了对产品生命周期需求模糊综合评判及其间模糊映射过程的实现的方法,并将其具体应用于石油管道处涂层缠绕机的设计过程。     

半空间分割法的数学模型及算法研究

本文在建立半空间分割法数学模型的基础上，通过实例研究其算法，为在CIMS环境下利用特征映射进行产品信息转换奠定了基础。     

基于虚拟特征单元与虚拟分区的产品设计

提出了虚拟特征单元和虚拟分区的原理和方法, 虚拟特征单元和虚拟分区的关系影射了特征单元之间的关系, 利用虚拟特征单元和虚拟分区实现了智能化的产品设计。     

产品并行设计技术研究

本文提出了基于集成产品信息模型，实现产品并行设计的体系结构。在产品设计过程中采用分阶段策略，基于知识对产品设计进行评价，及时指导产品设计，从而优化产品及其设计过程。     

硬质合金插齿刀设计制造的几何模型研究

考虑到插齿刀设计的传统方案存在着近似性,提出了一种更为精确的新设计方案,推导出相应的适合于任何齿形的硬质合金插齿刀设计的通用几何模型（也适用于一般插齿刀）,并用渐开线齿形实例证明了新方案更优,另外还就新设计方案的硬质合金插齿刀的制造推导了相应几何模型（同样适合于一般插齿刀）,又用渐开线实例验证了新方案的可行性和制造模型的可靠性。     

HYPERSTATIC STRUCTURE MAPPING MODEL BUILDING AND OPTIMIZING DESIGN

Hyperstatic structure plane model being built by structural mechanics is studied. Space model precisely reflected in real stress of the structure is built by finite element method (FEM) analysis commerce software. Mapping model of complex structure system is set up, with convenient calculation just as in plane model and comprehensive information as in space model. Plane model and space model are calculated under the same working condition. Plane model modular construction inner force is considered as input data; Space model modular construction inner force is considered as output data. Thus specimen is built on input data and output data. Character and affiliation are extracted through training specimen, with the employment of nonlinear mapping capability of the artificial neural network. Mapping model with interpolation and extrapolation is gained, laying the foundation for optimum design. The steel structure of high-layer parking system (SSHLPS) is calculated as an instance. A three-layer back-propagation (BP) net including one hidden layer is constructed with nine input nodes and eight output nodes for a five-layer SSHLPS. The three-layer structure optimization result through the mapping model interpolation contrasts with integrity re-analysis, and seven layers structure through the mapping model extrapolation contrasts with integrity re-analysis. Any layer SSHLPS among 1~8 can be calculated with much accuracy. Amount of calculation can also be reduced if it is applied into the same topological structure, with reduced distortion and assured precision.     

产品多学科协同设计的协商模型

对多学科协同设计中协商的特点进行了分析,提出了一种在保证各学科目标满意度水平的前提下,使总体目标的综合满意度最大化的协商策略,引用博弈论的分析方法对协商特点和协商策略等进行形式化描述,并生成了多学科协同设计的协商模型。在此基础上,开发了协商管理模块用来支持多学科间的协商过程,通过综合考虑、权衡各方的意见,给出推荐方案,辅助多学科设计者快速达成一致的产品设计方案,并通过设计实例进行了分析说明和验证。     

基于功能构造的复杂产品进化设计基因模型

针对现阶段进化设计方法在设计理论上的不足,探索对进化设计模式以及进化设计系统进行完整描述和统一表达,给出了一种面向功能需求适应性设计模式的框架结构。以设计产品的功能构造为核心,利用功能矩阵将其需求进行数字化和形式化描述,对功能基因进行统一表达,通过模型协议规范复杂产品进化设计的相应过程,建立起进化设计的基因模型,并实现对织布机开口机构的设计。     

基于成本聚类的产品设计早期阶段成本估算模型

针对产品适应性设计或变型设计早期阶段难以进行精确成本估算的特点,提出大样本条件下基于"成本聚类"的成本估算模型.通过计算参考样本和待估算产品的欧氏距离考察二者的相似度,以欧氏距离集为初始数据分别构造差异矩阵、距离矩阵和相似矩阵,实现对样本的成本聚类分析过程,最终筛选出与待估算产品最相关的样本集合,得到待估算产品成本可能落入的区间.以液压盘式制动器的制动盘零件为实例,验证方法的有效性.试验结果表明,该模型能够有效区分估算样本的相对优劣.     

产品设计过程降低成本的多智能体模型研究

针对设计过程降低产品成本涉及知识领域广、知识表达难于统一的缺陷,提出基于多智能体结构的降低成本系统的框架,研究了各子智能体的构成、工作原理及各智能体的知识类型,探讨了各相应智能体之间的冲突消解与协同机制,以实例说明了方法的有效性。     

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。