概念设计的衍生模型

针对产品设计过程中功能不良定义问题提出了一个衍生设计模型,通过对通常定义不完备的初始功能集合的衍生与演化,衍生功能与结构表述 对应设计要求的当前解,最后得到设计的完整解。这个衍生模型主要应用于产品设计过程的概念设计阶段。     

基于产品生态学的概念设计研究

为提高产品的创新性,提出了一种基于产品生态学的概念设计框架.研究了生物工程和产品概念设计之间的相似性,在分析了产品基因、产品细胞、产品器官、产品生物体、产品种群和产品群落模型的基础上,提出了产品生态学模型,构建了相应的概念设计过程模型,并以纺织装备产业的产品创新为例进行说明.     

基于AHP的产品概念设计研究

产品概念设计的基本目的是获得综合性能最好的设计方案。通过对产品功能的分解和结构要素的映射分析,求出的方案集的解,通过分析不同方案对功能要素的相对重要度大小并进行量化处理,再基于AHP进行归纳计算,找到综合权重最大的方案作为最佳设计方案。通过对电缆除冰装置概念设计的实例分析和计算,验证了该方法在产品概念设计方面应用的可行性和实用性。     

基于QFD的产品概念设计系统的研究

讨论了在概念设计中进行质量控制的方法，提出将QFD方法与传统的功能分解方法相结合，以提高概念设计质量。在此前提下，还讨论了应用该方法建立计算机辅助概念设计系统的实现技术及应用过程中的几项关键技术，并以叶片加工机床的设计作为实例，验证整个功能分解过程。     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

基于公理设计的产品概念设计鲁棒性研究

产品概念设计方案对产品质量有决定性影响,为提高产品质量,产品概念设计方案鲁棒性研究就显得很有必要了.在分析公理设计理论的基础上,提出了基于公理设计的功能鲁棒}生原理和补偿原理,用以提高设计方案的鲁棒性,并以全断面岩石掘进机(Full Face Rock Tunnel Boring Machine,IBM)主机概念设计为例进行了说明.实例结果表明,概念设计方案鲁棒fl龈高为后续设计和产品质量打下坚实基础,提高了产品的鲁棒性.     

基于公理设计的产品概念设计方法研究

对产品概念设计及公理设计理论进行了简单介绍.提出了公理设计为产品概念设计提供的基于理论的设计步骤,使得设计过程有理可依.最后以深水炸弹触发器的设计分解过程为例说明了公理设计的一般步骤.     

基于环境友好的产品概念设计原型系统设计与开发

简要分析了实施环境友好设计的背景以及目前流行的产品概念设计软件中存在的不足，提出了基于环境友好的产品概念设计方法，在此基础上构建了基于环境友好的产品概念设计原型系统，并通过一个案例证明该系统在提高产品环境友好性方面是有效的。     

基于粗糙集的产品概念设计知识发现

在概念设计阶段,产品设计主要是依赖于设计者的工程知识及隐含于数据库中的相关知识.为了更好地使用已经存在的数据并减少对设计者经验的依赖性,采用基于粗糙集的知识发现方法及模糊C聚类算法从数据库中抽取规则,降低专家系统知识库的复杂度,缩短产品开发周期.以实例验证了该方法的有效性.     

基于功能基的产品概念设计模型研究

阐述了用于产品功能建模的功能基；描述了基本功能基的产品功能模型及元功能、功能对象等的表示方法；建立了元功能层、功能对象层、行为层和行为关系层的机械产品概念设计模型框架，能方便地进行产品概念设计。以实例设计对概念设计模型进行了说明。     

机械产品概念设计——智能CAD中的关键技术

本文回顾机械产品概念设计ＣＡＤ的发展历程，对各种目前的概念设计方法进行了评述，讨论了机械产品概念设计智能ＣＡＤ的关键性技术，提出了可能的解决方法。     

模糊评价法在创新设计中的应用

以新型钥匙机为例,简要的阐述了设计方法学在方案设计中的应用过程。并用模糊评价法对各个方案进行科学的评价,制造了样机,验征了方案的可行性。     

Conceptual Design Using Evolution Strategy

Conceptual design is one of the most important activities in new product development. Inappropriate design concepts could result in high redesign cost and delay in product realisation. The generation of conceptual designs is a time-consuming and mentally exhausting process. It involves combining design features to generate as many potential design concepts as possible. As not all features combinations are feasible, decision-makers have to narrow down the potential solutions and subsequently select appropriate concept(s) for further development. This work concerns the automation of the conceptual design process using an evolutionary strategy. The paper proposes a design attribute encapsulation method, which is applied to the chromosome representation of the design concept, to facilitate the search for a promising combination of features. The design of golf clubs for children is used to illustrate the application of the proposed approach. Mathematical analysis shows that with the proposed approach, the probability of generating a feasible concept during the mutation and crossover is higher with better use of the feasibility rules. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: S. C. Fok, School of Mechanical and Production Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore 639798. E-mail: mscfok@ntu.edu.sg     

设计特征在机械产品概念设计过程中的应用

设计特征能作为功能单元建立用户需求与原理解的关系,也能将设计信息带到下游应用.因此提出了基于设计特征的概念设计过程.功能设计由设计说明书开始,包括功能需求和功能约束,由实现功能的行为方案的不同对功能进行分解,设计问题被描述为功能和实现功能的行为的层次模型.通过功能推理步骤来指导功能设计,包括因果行为推理和功能分解.当功能单元可以在设计特征库中找到实现原型时,功能分解结束,设计信息被带到CAD系统低层.最后结合实例说明了该方法及其原型系统.     

基于约束网络的机械产品设计方法原理

将产品设计看作为约束满足问题,提出基于约束网络的产品设计方法。通过对设计过程中涉及的变量和约束进行研究,并结合设计环境和设计本体系统理论,抽象出设计约束系统表达设计实质。对产品设计过程中的约束进行分类,通过用图论表示并进行网络构造,在统一约束机制下通过网络运算获得设计链。提取设计链信息得到概念设计方案,为实现机械产品设计自动化提供新途径。     

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.     

机械创新设计及其研究

探讨了机械创新设计的研究对象、性质及特征；对机械创新设计基本理论体系作了初步构建；最后论述了开展机械创新设计研究的重要意义。     

基于基因表达的产品结构的多目标优化概念设计

针对概念设计中对应功能的结构选择的多样性,利用组合优化思想进行了定量求解。根据产品功能与结构、结构与结构之间的相互关系,定义产品的相关矩阵,建立产品结构概念设计的多目标优化数学模型。对产品的功能、行为和结构等各种设计因素,给出了统一的设计因素基因表达的定义。对最优保存简单遗传算法进行改进,给出选择最优结构的数学计算过程。实例分析表明采用这种方法能够实现最优结构选择的自动化设计,并且这种改进的遗传算法能够获得很好的在线性能与离线性能。     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

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。