公理设计与稳健设计的统一关系研究

在分析公理设计理论和稳健设计方法的特点基础上,深入探讨独立公理和信息公理与稳健设计的关系,揭示公理设计与稳健设计之间的内在联系,并建立它们之间数学上的联系。由于公理设计和稳健设计都有各自的优势,在产品质量稳健设计过程中,两者之间又具有一致性,因此可以融合公理设计和稳健设计,实现它们之间的优势互补,从而可以延伸公理设计改善产品设计质量的功效和扩展稳健设计的通用性。最后以两个实例验证说明公理设计与稳健设计之间的关系。     

混合驱动连杆机构的串行和并行设计

混合驱动机构的设计包括运动设计、动力设计和控制设计三个方面。一方面,这些设计相互影响和关联,具有非常强的耦合关系。另一方面,各个设计方面的设计准则、设计目标却有所差别。串行设计是先进行机构的运动设计、动力设计,最后再进行控制设计。并行设计是将机构的运动设计、动力设计和控制设计一并考虑进行设计。对于混合驱动平面五杆机构,分别采用串行设计和并行设计等不同的设计策略,尽管设计所采用的优化方法都是微分进化方法,但是设计结果却有所不同。串行设计可以达到较高的机构运动要求,但控制系统的设计比较困难,而且控制效果不好。并行设计得到的设计结果是机构的运动控制效果得以改善,但是设计的数学模型变得复杂,机构的运动精度有所下降。     

产品设计过程的基因模型

针对产品设计过程的优化与重用,引入基因工程方法对设计过程进行表示与建模,提出设计过程基因碱基、碱基对和设计过程基因的概念;依据设计活动、设计对象、资源和设计团队4类设计过程基本元素,构造出设计活动碱基、设计对象碱基、设计团队/成员碱基和设计资源碱基4种设计过程碱基;分析了这些设计过程碱基的构成要素及其属性,建立了设计过程碱基的矩阵结构。     

设计思维研究现状及发展趋势

为研究设计者的设计思维状态,探索设计的内在认知规律,从而为系统指导设计尤其是创新设计奠定基础,探讨了设计思维的概念,从设计思维的理论基础和模型构建、外在表现和影响因素等方面分析和探讨了设计思维理论研究现状,阐述了设计思维的研究技术和方法,在此基础上探讨了设计思维进一步的发展趋势,为理解设计的本质思维规律、促进设计创新的产生提供了有益的参考.     

数字化6σ设计平台的设计与应用

基于6σ设计的流程管理模式和并行设计技术路线,将质量工具和设计方法融合在6σ设计的流程之中,提出了6σ设计的集成框架。结合项目管理的思想,应用过程管理技术和企业信息建模技术进行平台的总体结构设计和关键问题研究,设计并实现了基于C/S模式的数字化6σ设计平台。实际应用的结果表明,6σ设计的数字化平台可实现对多项目的集成化和动态管理,优化产品的设计和制造过程,从而降低设计成本,提高产品质量,增强市场竞争能力。     

知识驱动的覆盖件模具型面参数化设计

覆盖件模具工艺设计过程中,模具型面设计是设计出合格工序件的关键。根据研究覆盖件模具型面的设计方法和设计原则,分析现有设计方法的优点和不足,为了全面支持"设计-分析评价-优化设计"的设计模式,采用参数化设计方法,研究模具型面设计的关键技术,用承载工程约束的截面线和控制线控制生成工艺补充面和压料面,实现知识驱动的模具型面设计,提高覆盖件模具工艺设计的自动化程度和智能化程度。     

公理化设计理论研究及其应用进展

公理化设计适用于所有设计,如产品、过程、系统、软件、组织、材料和商业计划等,是其它设计理论和方法的基础。在简述公理化设计理论的基础上,详细分析了稳键设计、并行设计、质量功能配置等设计理论和方法的特点．阐明了其与公理化设计理论之间的关系,并介绍了公理化设计软件的性能以及公理化设计理论研究和应用的现状。     

公理设计的研究现状与问题分析

公理设计理论为系统设计提供了科学基础,同时也可为其他设计方法和工具提供概念框架。以公理设计对设计活动的指导为线索,在剖析其历史背景的基础上,对公理设计的理论概要进行归纳和简要评析,从而导出研究热点;从公理设计理论的扩展和完善、公理设计与其他设计方法的关系、耦合设计问题的处理以及基于公理设计的复杂性科学研究角度对公理设计的研究进展进行阐述说明,并展开细致深入的分析;综述了公理设计在产品设计、制造系统设计、材料及材料加工和设计评价与决策领域的典型应用情况;最后对公理设计研究目前所存在的问题和局限性进行分析,并展望了今后的研究重点和发展趋势。     

设计的哲学思考

探索设计哲学寻求设计普通规律,可以推动无所不在的设计向更全面更深入的发展。文中对设计在中华文明中重要地位,设计的普遍性,设计推动了人类文明发展,设计与创新相互依存,知识和创造性思维是设计的基石,设计的关键是设定目标提出计谋,设计的系统性,设计的统一性,设计是不断发展变化以及设计的价值性等10个问题进行了阐述,对于设计哲学内涵作了较为全面讨论,可以引起大家对设计科学的重视和推进设计科学的发展。     

设计思考过程模型中设计意图的表达

设计是设计者运用专业知识和个人经验得出设计决策的过程。目前大多数记录的设计信息只能描述设计结果是什么,而不能表达设计是如何展开的以及为什么按照这种方式进行。针对这一问题,提出设计思考过程模型,不仅能够记录设计步骤和设计决策,还能够描述设计过程背后的设计意图。设计意图是设计者解决设计问题时的目的和打算,包括元意图、设计选项和决策。对设计意图的分类进行详细的讨论,并基于此分类以及意图与操作的关系提出6种设计思考过程片段模式。采用BNF范式对设计思考过程模型进行了形式化表达,并开发计算机辅助设计思考过程建模原型系统MindDigger。以自动柜员机(Automatic teller machine,ATM)存钱机构的设计过程为例对设计思考过程模型进行了实现和验证。     

星型卸料器参数化设计平台研究

传统的星型卸料器设计周期比较长、设计质量不够稳定,制约着星型卸料器的设计效率和设计水平,无法满足多样化的产品设计需求。分析了不同规格型号星型卸料器的特点,结合星型卸料器设计工艺,采用参数化设计和建模的思想,设计简单易操作的用户界面,实现星型卸料器的参数化设计。应用三维制图软件Inventor、可视化编程工具Visual Studio和数据库MSSQL server等软件开发了星型卸料器参数化设计平台。实例表明,该平台能生成相应的参数化三维模型、装配图和零件图,规范了设计流程,提高了设计效率。     

设计重用研究

设计通常分为变形设计、自适应设计和创新设计。据估计约 80 %的设计为变型设计和自适应设计 ,这意味着大多数设计过程是基于以前的设计知识的重用。基于计算机的设计重用可有效缩短设计周期 ,提高设计质量 ,实现对市场的快速响应。本文在对现有设计重用系统分析研究的基础上 ,识别概括出设计重用中的若干重要问题 ,诸如设计重用的概念、过程模型、重用层次和类型、关键技术及支持重用的设计历史建模等 ,并对各个问题做了深入系统地研究 ,给出了有关概念定义 ,建立了相关模型 ,从而为基于计算机的设计重用研究提供了一致的理论体系框架     

基于知识重用的除氧器快速设计系统

除氧器设计时由于客户定制成分较多,一般采用根据订单个性化进行设计的方法,因此存在设计错误多、设计周期长的问题。为更有效地利用已有的除氧器设计知识来提高设计效率,分析了除氧器产品的结构特点和设计知识特点,提出了除氧器产品的整体和功能模块知识的表达方式,并给出了功能模块的产品配置和范例推理规则。进一步分析了除氧器配置设计知识的组成及实现配置的方法,采用基于产品配置和范例推理技术,建立了一个基于知识重用的除氧器快速设计系统,并给出了Tryout300MW3800型除氧器设计的应用实例。实践证明,应用此快速设计系统使得设计速度和正确度大大提高,满足了设计要求。     

公理设计在公差设计中的应用初探

公差设计依赖于设计人员的经验、缺乏科学设计理论指导;产品公差设计通常为多功能需求设计,且功能需求之间往往又存在耦合,需要分析和解耦;功能方程组(功能需求与功能尺寸之间建立的函数方程组)的求解存在不同的求解策略,需确定最佳的求解策略。针对此类问题,引入公理设计理论至公差设计领域,首先将公差设计过程看作是功能域-尺寸与公差域的映射,利用独立公理和信息公理等来理解和分析公差设计问题,提高公差设计的科学性;其次,以轴承座装配为例分析了如何利用独立公理指导公差耦合设计的求解;最后,以齿轮组装配公差设计为例分析了独立公理和信息公理在解耦设计和判断求解顺序中的应用。研究结果表明,公理设计的引入可为公差设计提供理论框架和逐步分解、展开的机制,辅助判断和求解耦合设计问题,为公差设计理论由经验设计变为科学设计提供了有益的启示。     

基于UG平台的车门设计KBE系统关键技术研究

车门设计是整个车身设计中结构复杂但又相对独立的一个环节.在学习和分析车门设计中的设计规则和经验知识的基础上,研究了如何利用UG中最新提出的KBE技术--知识熔接,来实现轿车车门设计自动化、智能化的理论和方法,并在此基础上开发了一个知识驱动自动化设计系统.该系统实现了知识库和CAD系统的无缝集成,使车门设计过程避免了大部分重复设计工作,有助于提高设计效率和缩短开发周期.     

车身并行设计过程建模及优化研究

车身设计过程是一项复杂的系统工程,是多种知识的有效集成和耦合。文中针对并行设计的需求和车身设计的特点,提出了一种数字化车身设计流程图,应用有向图和模糊设计结构矩阵对该设计流程进行了信息建模和优化重组,重点探讨了模糊设计结构矩阵的优化重组算法。最后给出了体现并行设计思想的车身设计流程,为建立车身创新设计平台提供了有效的软件集成模式。     

机电产品的可验证设计系统及其实现框架

为提高机电产品的设计效率和质量,在深入研究现代设计理念、方法及可靠性理论的基础上,提出了可验证设计的概念、技术指标和基本理论体系,设计了机电产品可验证设计系统的基本框架,研究了可验证设计系统中的关键技术,为机电产品的可验证设计提供了一套行之有效的理论、方法和工具.     

基于Inventor的岸边集装箱起重机钢结构参数化设计

以岸边集装箱起重机主体钢结构的设计为例,利用Inventor的特点和优势,提出一种以设计基准为骨架的自顶向下的扩展式参数化设计方法,提供一种从三维建模到工程出图的设计流程,避免因协同设计基准不同造成的设计偏差,增强实用性和通用性,提高设计精度和设计效率,为非标产品的标准化、参数化设计提供参考。     

基于公理设计的通用设计过程模型

针对公理设计和通用设计理论存在约束严格、设计评价不合理等问题,提出将公理设计的独立公理和信息公理与通用设计理论QUINT设计模型相结合,并针对扩展后的通用设计过程模型提出融合耦合度、信息量、技术性指标、经济性指标和社会性指标的设计方案多指标综合评价方法.基于所提出的设计过程模型和评价方法进行机械式邮资机表头结构设计,得到综合最优设计方案并应用于生产实际,达到预期设计目标,证明基于公理设计的通用设计过程模型的有效性.     

基于SolidWorks的梯级链条自动化设计

介绍了一种实现梯级链条自动化设计的方法,选取SolidWorks为三维设计软件,设计梯级链条的三维标准模型和工程图纸,根据建立零件标准化和定义零件及零部件之间的设计规则,利用DriveWorks插件实现自动化设计新产品的三维建模和工程图纸,这种设计方法极大地提高了设计效率,同样对其他产品的自动化设计也有参考意义。