支持变型设计的产品基因模型建模方法研究

类比生物基因工程与变型设计过程,提出了变型设计中产品基因的概念,定义了支持变型设计的产品基因模型和基因操作,产品基因包括反映产品功能结构的基本几何元素和几何元素间的约束关系,通过对产品基因的分割、复制、替换、变异和组合等操作实现了变型信息的动态传递,支持了产品变型设计.最后以水平定向钻动力头为产品变型实例进行验证.结果表明,该方法能够有效的实现快速变型设计.     

产品基因研究综述

产品基因(Product Gene,PG)是参照生物基因提出的关于机械产品遗传信息的概念,产品基因工程是生物基因工程思想在机械领域的应用.通过对产品基因文献的综合分析,从产品基因的概念、特点及相关操作等多方面,对产品基因理论研究和应用研究进行了分析总结,提出了自己的见解,并对产品基因进一步研究趋势进行了分析.     

SaaS模式下的产品快速设计系统

为了给中小型企业提供低成本、易获取的在线产品快速设计服务,研究了SaaS理论、产品快速设计理论、快速报价理论方法,将产品快速设计系统构建于SaaS服务模式下。以系列产品桥式起重机为实例,完成了SaaS模式下系列产品快速设计与报价系统开发。实现了多租户单实例的桥式起重机快速设计,可以以较低的成本加快中小型起重机企业信息化、数字化、快速化步伐,同时提升其产品设计和制造水平。     

基于生长型设计的机械产品基因研究

自然界中生物的生长发育过程令人神往,在产品设计过程,我们通过与生物生长过程进行比较,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,从而提出了基于细胞的生长型设计。进而通过对生物基因与产品基因的系统类比,总结出产品基因的特点,概括出产品基因、产品基因组的概念,提出了基于产品基因组的生长型设计,并利用DARFAD系统实现对虎钳夹具的设计。     

面向风格意象的产品族外形基因设计

为继承和传递工业设计中的产品族外形知识,保持特殊的产品族外形和风格,塑造差异化品牌形象,将生物界基因遗传与变异理论引入产品族外形设计中,提出一种面向风格意象的产品族外形基因设计方法。通过分析产品族风格意象,构建产品族外形基因体系,划分了基因层次,建立了产品族风格意象（心理的意象特征）和外形基因（物理的外形特征）之间的映射模型。以电话机产品为例,提取了风格意象和外形基因,计算了外形基因在各风格意象中的贡献率,基于映射模型构建了面向风格意象的产品族外形基因建模与设计系统,实现了产品族外形基因与风格意象之间的双向推理。该系统能提高电话机的开发设计效率,验证了面向风格意象的产品族外形基因理论体系。     

2K-V型减速器系列产品的参数化设计与系统开发

针对复杂的系列产品,以实现快速设计,并为后续的仿真和制造提供数字化模型为目标,提出基于特征的系列产品中性结构建模方法,研究了产品级的参数化设计方法;以2K-V型减速器系列产品的设计为例,在Pro/E环境下建立产品的中性结构模型,利用Pro/FOOLKIT开发工具实现了中性结构模型到产品设计实例的快速映射;开发了2K-V型减速器参数化设计系统,实现了系列产品的参数化快速设计,该参数化设计方法对其他产品的设计具有广泛的参考借鉴价值.     

进化驱动型产品创新设计方法研究

分析了市场竞争中产品"适者生存"的规律,提出新的产品创新设计方式--进化驱动模式.该模式强调:为适应市场竞争,在未发现潜在市场需求之前,产品应先行进化.基于该模式,构建了进化驱动型产品创新设计方法.该方法采用"结构→功能"的设计过程,以组件和变量作为结构遗传信息,构建产品基因及产品基因组.采用5种进化策略对产品基因组树进行进化操作;体系化并导向性地辅助设计人员进行产品创新设计.最后对该方法进行了实例演示.     

基于产品识别的智能安全装备产品族造型设计研究

针对小批量快速开发的智能安全装备,在分析产品识别内涵及认知-行为-情感交互融合识别方式的基础上,构建了产品族造型系统,将产品部件划分为通用性部件、相似性部件、意象性部件和独特性部件4类;提出基于部件分解和分类设计的产品族造型设计流程与方法,以及产品识别共性指数的计算与评价方法。以生命探测雷达系列产品为例,对造型设计方法与评价方法的应用进行了分析和验证。     

基于产品基因的演化模型和选择过程研究

为缩短产品生命周期、降低企业制造成本,通过分析生物系统与产品系统的相似性,对生物个体与机械产品进行了类比,把产品基因引入到产品演化的过程中,提出了产品基因的演化模型,分析环境参数对产品演化的影响,提出了产品演化的选择法则并进行了实例应用。研究结果为企业有效建立起产品对市场的适应机制,快速准确地把握住产品的演化方向,提供了理论依据和实施方法。     

基于产品基因的演化模型和选择过程研究

为缩短产品生命周期、降低企业制造成本,通过分析生物系统与产品系统的相似性,对生物个体与机械产品进行了类比,把产品基因引入到产品演化的过程中,提出了产品基因的演化模型,分析环境参数对产品演化的影响,提出了产品演化的选择法则并进行了实例应用。研究结果为企业有效建立起产品对市场的适应机制,快速准确地把握住产品的演化方向,提供了理论依据和实施方法。     

基于功能表面的产品基因建模方法研究

产品基因模型是产品基因理论研究的主要内容,它是对产品基因的一种描述方式,反映产品基因的构成及各种产品信息之间的关系.产品基因作为产品中所包含信息的集合,信息的抽象性使产品基因缺乏实际的可操作性,所以需要建立一个能够准确对产品信息进行描述,又可以进行实际操作、应用的产品基因模型.文章对产品基因的概念、特点及构成等进行了研究,利用功能表面作为组成产品基因的碱基,建立了面向产品生命周期的产品基因模型,同时提出了基于产品信息标准化和重构的产品基因提取方法.基于功能表面的产品基因模型使产品基因具有了技术的可行性和方法上的可操作性,有利于产品基因工程的开展和实施.     

产品基因调控网络模型及其对设计过程的辅助

基于图论建立一种描述该映射关系的模型,借用基因调控网络的部分概念,以设计要素为节点、以要素间的相关关系为边,建立产品的基因调控网络模型并绘制其基因调控网络图.通过基因调控网络图对产品中的众多设计要素进行分类,并识别其节点类型与节点集团,作为析出知识供设计师规划设计活动.基于交互式遗传算法开发了产品方案优化设计原型系统,并利用基因调控网络的知识发现辅助安排优化程序,制订优化搜索策略.基于纯净水瓶的参数化模型对基因调控网络的设计辅助作用进行了验证.     

产品基因和TRIZ理论在弹簧进化中的应用

简要介绍产品基因理论和TRIZ理论。在研究机械振动中的单自由度振动的基础上,给出了弹簧产品基因模型,并且利用TRIZ理论简要分析了两种弹簧产品的进化过程。得出了两种理论的结合在产品变异设计中具有很大的实用性。     

机械产品信息基因模型

采用产品信息基因模型的概念对出现在产品生命周期不同环节的机械产品信息进行建模；通过产品信息的分类和系统化，提取产品信息中的对先进制造系统有重要意义的遗传基因，并将各种现代产品模型和先进设计方法组织在产品信息基因模型中，在产品信息基因模型的基础上对先进制造系统中的产品信息模型的特点和发展方向进行讨论。     

面向大批量定制的产品族基因模型研究

开发产品族作为实现大批量定制（Mass Customization，MC）的一种有效方式已被学术界和工业界广泛认同，并成为一个重要的研究方向。产品族建模是进行产品族配置设计的核心，从现代达尔文主义学说这个新的角度提出了一个新的产品族模型——产品族基因模型，并阐述了其基本原理厦实现，从而实现产品族建模和配置过程的高效率、可靠性和通用性。最后用自行车产品族作为示例进行了说明。     

产品设计过程中籀牲基因的继承与变异

生物界中，遗传与变异现象十分普遍，没有遗传，各色物种就不可能延续发展，没有变异，各色物种就不可能有进化。依照生物遗传与变异法则，将不同型号的新产品设计视为可由具有同一特性基因的标准构件通过继承与变异迅速得到。研究了产品设计中特性基因的继承与变异原理，结合参数化设计软件包Pro／Engineer 2001来说明新构件在大批量定制产品开发设计过程中继承与变异的实现过程。