机械产品概念设计:综述与展望

在机械产品开发过程中 ,概念设计是最关键、最复杂、最具综合性、决定性和和创造性的阶段 ,概念设计可以归结为两大问题 :模型问题和推理问题。模型问题包括设计过程模型、产品描述模型和系统模型等 ,推理问题包括设计方案生成推理和候选设计方案评价与决策推理等。对概念设计含义、在产品开发中的地位、模型和推理等问题进行了综述 ,在此基础上 ,给出了基于智能计算的概念设计基本框架结构     

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。     

AD与TRIZ理论结合在新型立体车库概念设计中的应用

通过对公理设计理论(AD)和发明问题解决理论(TRIZ)的主要内容进行分析和研究,指出在概念设计中二者各自存在着一定的局限性和二者之间存在互补性。利用二者在概念设计中存在的互补性,建立了概念设计过程模型,总结提出AD理论中耦合问题的4种分类属性,根据不同的属性分类,用不同的TRIZ工具进行解耦合。最后应用此概念设计模型创新性地设计和试制了一种新型立体车库样机,表明了此概念设计过程模型应用的可行性。     

基于情景与TRIZ的产品概念设计过程研究

为了探索产品概念设计的新思路,将情景引入产品概念设计过程中,提出一种基于情景和TRIZ的产品概念设计过程模型.明确产品情景的构成和关键要素,形成产品情景作用信息的提取过程,通过关键情景要素类比发现产品概念设计可参考的原型产品,并根据预期情景信息与原型产品情景作用过程的匹配性发现问题,借助TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)工具求解问题,最后经汇总优化后获得创新的概念设计方案.利用所提方法形成一种气吸式枸杞采摘机的概念设计方案,从而验证了该方法的有效性.     

计算机辅助概念设计研究

概念设计是整个产品开发周期中最重要的环节之一,它将决定产品的基本特征和主要框架。但由于在概念设计阶段主要的工作表现为对功能进行表示、维护和推理,而设计对象的几何信息却是不完全的,因此以几何信息为核心的传统ＣＡＤ系统对概念设计过程不能进行有效支持。针对这个问题,本文研究了ＣＡＤ系统支持概念设计过程的一些关键技术,包括功能建模和推理技术,以及计算机支持的概念设计过程和后续设计过程的集成技术。     

概念设计自动化系统的演进过程建模

通过对典型多Agent系统问题中基于事件驱动、约束触发和Agent自主决策的过程演进机理的分析,建立了一个基于Petri网的多Agent系统演进过程模型。进一步对产品概念设计的演进过程进行分析,描述产品概念设计自动化系统的演进过程,以支持基于多Agent系统的产品概念设计自动化系统的建立。     

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。     

基于联合学习的概念设计知识抽取与图谱构建

为提高产品概念设计过程中设计知识获取效率，解决设计知识碎片化、推理性差、可视化程度不高等问题，提出了基于联合学习的设计知识抽取与图谱构建方法。首先，根据设计知识需求和产品概念设计流程，构建了面向产品概念设计的设计知识图谱框架，然后，分析了设计知识提取过程中实体关系重叠问题，建立了基于联合学习的设计知识抽取模型，该模型通过ELECTRA算法进行语义编码，利用联合学习方法将实体关系抽取转换为各关系上两实体映射。通过真实设计数据和DuIE公共数据集对比实验表明，该模型知识抽取效果显著优于对比模型。最后，将该方法应用于文化创意产品设计知识图谱开发，为设计师提供关联化、可推理、可视化的设计知识，辅助进行产品概念设计。     

协同概念设计中的版本管理

概念设计是一个创造性过程。在概念设计阶段,设计者能够产生大量可行的产品方案,因此在概念设计阶段进行版本管理有利于提高设计效率。该文以功能表面为基础,探讨了以产品方案树和基于角色权限的版本管理模式,提出了在概念设计阶段如何解决版本管理中存在的一些问题的方法,并成功应用于协同概念设计系统Co-DARFAD中。     

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。     

焊接专业典型工作任务的设计方法

在一体化课程教学改革中，如何设计典型工作任务，是一体化课程改革的重要内容。通过“基于工作过程”的原则详细阐述了如何设计焊接专业典型工作任务的方法，对促进该专业的教学改革有重要意义。     

基于Pro/ENGINEER的一模多穴的模具设计

本文以鼠标为例,介绍了基于Pro/E的一模多穴的模具设计,过程中采用的多个设计技巧,对塑料件典型结构的模具设计具有一定的指导意义。     

CAD在光学薄膜设计和生产中的应用

本文介绍了计算机辅助设计(CAD)在光学薄膜设计和生产中的应用,并给出了几个典型设计实例.利用CAD评价光学薄膜厚度的允差和设计在镀膜过程中的膜层厚度监控规律,以及简化镀膜工艺,大大提高了镀膜效率,给人们带来极大的效益.     

基于泛函的涡旋型线典型型线研究

针对涡旋压缩机涡旋型线设计研究中单一型线形状设计的不合理性，推导了笛卡尔坐标表达和弧函数表达方法的变换关系，研究了平面曲线的曲率半径固有方程表达方法；针对可取函数类广义泛函集成涡旋型线方程系数的四种典型变化趋势（主要包括系数规律性变化和无规律性变化）来选取系数，对四类典型型线的渐开啮合特性进行了详细推导并得出其涡旋型线图形，说明了四类典型弧函数涡旋型线均具有渐开啮合性，均能构成涡旋型线。研究结果为广义泛函集成涡旋型线的工业应用奠定了理论基础，拓宽了涡旋型线的设计思路。     

舰载雷达天线转台系统中关键受力部件的结构型式

利用舰载雷达天线转台系统的一些典型设计实例,对系统中天线背架、方位转盘和基座等关键受力部件的结构型式、特点及设计原理作了分析,提出结构设计时需要考虑的一些问题。     

面向产品概念设计的设计工具选择与应用

本文分析了产品概念设计的特点与重要性,指出合理的选择设计工具对于提高产品开发的效率与质量至关重要。介绍了面向方案创新的CAI设计软件Pro／Innovator与支持三维建模与设计验证的CAD设计软件Solid Works,并通过一工程实例说明两种设计工具的使用很好的支持了产品概念设计过程。     

典型的密封式电子设备结构热设计研究

通过对一种典型的密封机箱在严酷环境条件下使用时的设计实践,阐述了结构热设计中的设计思想及一些具体散热结构,同时应用较先进的热分析软件进行结构热设计验证与优化。     

结构优化在空间可展开天线中的应用及展望

空间可展开天线是航天领域发展的重要方向,具有重大战略意义和重要经济社会价值。首先,对结构优化技术、面向增材制造的拓扑优化与点阵填充等先进轻量化设计技术的应用进行综述;然后,根据典型使用环境和设计要求,着重介绍近年来结构优化技术在空间可展开天线零部件结构优化和馈源阵支撑结构概念设计中的典型应用案例;最后,考虑未来空间超大口径及高精度可展开天线的设计需求,对先进轻量化设计技术的应用前景进行展望。结构优化技术与设计经验相结合,正在推动设计理念的创新,将成为先进航天器设计的核心工具和必备的标准流程。     

天线转台系统中传动件的周向固定方式

利用雷达天线转台系统的一些典型设计实例,对系统中传动件的周向固定方式及其特点作了分析,提出设计中需要考虑的有关问题。     

柔性设计中的功能分析方法及其应用

功能分析就是应用反求工程技术对现有成功的设计方案或产品进行功能分析 ,建立同类设计方案或具有相同原理的方案的基础设计或称为核心设计。本文分析了典型的功能分析方法 ,概括了柔性设计中功能分析的三个步骤 ,即功能确定、功能描述和功能系统化 ,给出了典型机械手的功能分析过程。