功能-运动行为-结构的概念设计模型及运动行为的多层表示

在机械运动系统概念设计中,引入运动行为层,给出了功能－功能行为－结构的设计模型。运动行为知识的多层表示使概念设计在多层次上产生新解,并使功能－运动行为－结构的推进过程实用化,最后给出了简单和复杂运动行为知识多层表示的示例。     

基于功能流的产品族概念设计过程研究

通过分析产品族设计过程存在的不足,结合产品设计过程的特性,提出了产品族设计过程中功能流的概念,并建立了基于功能流的产品族设计集成框架。该框架将需求获取、概念设计过程和详细设计过程以功能流为纽带统一起来。重点阐述了概念设计阶段用户需求功能的获取和设计功能之间的转化及功能结构模型的建立。最后以多功能台式机器人概念设计过程为实例验证了上述理论的可行性。     

机械产品概念设计BFBS混合映射方法

为实现结构到功能的映射,提出一种行为-功能及行为-结构混合映射的方法.在定义行为模型、基本功能体和元功能的基础上,对行为、基本功能体和元功能进行详细分类,然后根据行为、功能和结构间七种基本映射类型,以行为作为中间过渡信息连接结构和功能,通过基本映射类型在行为、结构和功能间的反复混合映射,将产品结构与产晶功能紧密联系.最后由元功能对基本功能进行合并,根据合并过程所获得的功能组织结构,完成对产品各部分的理解,达到结构到功能映射的日的.通过在摩擦驱动装置分析中的应用,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于单元模型的产品结构概念设计

将功能单元与结构单元作为基本逻辑单元,提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法。建立了功能单元模型,以及产品级和零件级两种不同复合度的结构单元模型;以功能单元为载体,通过对表征功能单元间关联关系的邻接矩阵进行运算,得到功能单元的耦合集及其优先级关系,建立了设计活动的功能链图;以功能链图为依据,建立了功能单元—产品级结构单元关联矩阵,得到基于产品级结构单元组合的、满足功能需求的设计方案;以此为原形,进行产品级结构单元到零件级结构单元的运动及定位关系映射,建立了以功能表面为载体的、由功能表面及其关联构成的产品结构骨架,对其进行参数约束与结构扩展,即可完成产品结构的扩展。以搬运机器人为例,说明了所提方法的有效性。     

SAFE集成型概念设计过程模型

以系统化设计理论提供的概念设计过程为框架,将公理设计、功能基和效应集成,形成SAFE集成型概念设计过程模型,用于在概念设计阶段确定满足需求功能的原理解。该模型既适用于新产品的概念创新,也适用于已有产品的改进设计。快速切断阀的概念创新设计实例表明了上述模型的有效性。     

概念设计中的功能方法树

在介绍功能方法树基本原理、组成及两种扩展方法的基础上 ,提出功能方法树可采用自顶向下的方法建立 ,并提出了建立功能方法树的手工方法与用于软件编程的算法 ,实例表明其手工方法在产生多个设计方案时简单实用     

重视概念设计在产品开发中的创新作用和应用

通过概念设计、工业设计、产品知识库关系的讨论,综合人机交互学、产品语义学、科技成果引甩以及售后服务意义等分析,提出推进产品概念设计的途径和方法,结合代步器的开发实践,指出以传承和创新并举策略的概念设计应用,将在新产品开发中发挥基础、前沿和引领的作用。     

机电产品创新概念设计的功能分解方法解析

根据创新问题类型的不同,通过对多种功能分解方法特点的分析,总结出了面向全新产品设计的功能分解方法和面向已有产品改进创新的功能分解方法。提高了使用功能分解方法完成创新设计的效率和针对性,为下一步创新概念设计的研究工作奠定了良好的基础。     

机电系统概念设计自动化中的一体化理论探讨

将信息论中“熵”的概念引入概念设计，从信息层面统一对设计过程的认识，诠释广义机电一体化设备，建立基于功能表面的机电系统概念设计自动化平台，以利于功能结构的一体化实现，并进一步整合虚实一体化及人、机、环境一体化的设计思想。     

基于功能流的产品族概念设计过程研究

通过分析产品族设计过程存在的不足,结合产品设计过程的特性,提出了产品族设计过程中功能流的概念,并建立了基于功能流的产品族设计集成框架.该框架将需求获取、概念设计过程和详细设计过程以功能流为纽带统一起来.重点阐述了概念设计阶段用户需求功能的获取和设计功能之间的转化及功能结构模型的建立.最后以多功能台式机器人概念设计过程为实例验证了上述理论的可行性.     

基于效应的概念设计过程模型研究

阐述了功能模型、功能基和效应的概念，论述了功能、效应与实例三者之间的关系，提出了FEE(Function—Effect—Example)概念设计过程模型，该模型可在概念设计阶段产生满足需求功能的原理解，结合工程实例说明其应用过程。     

基于TRIZ及功能类比的产品概念设计创新*

介绍了类比源设计与功能类比作用原理,从两者作用原理及发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的相关性描述得到启发,提出基于TRIZ的类比源设计求解过程模型。首先,借助于所建立的产品功能结构模型,找出用户需求与产品各功能之间的关联性。其次,将用户需求权重值赋予相关的产品各分功能,从而得到产品功能相似度矩阵,再利用Matlab工具对该矩阵进行标准化,这有利于类比源设计与待设计问题之间相关性的定量化表示。最后,构建出一种基于TRIZ及功能类比的概念设计过程模型。以紫外光油烟净化机为例,对其功能类比源设计的功能相似度进行分析,并利用有效价值分析法对所获得的功能原理解方案进行评价,验证了所构建模型的正确性。     

基于CATIA的飞机总体集成设计环境

在大型客机总体方案设计过程中存在设计过程不规范、工具软件没有集成、数据流没有打通等问题。针对此类问题,提出一种基于输入-输出-映射关系的数据传递模型,该方法可以有效地对飞机总体设计流程进行建模,建立上下游之间数据传递关系。在此基础上,基于CATIA进行二次开发,以此实现CATIA参数化模型自动更新功能。结合上述方法,开发出一套基于商用集成软件SYSWARE的飞机总体集成设计环境,并应用于某飞机设计研究院的型号设计项目中。应用结果表明该系统可以有效对飞机总体设计过程进行控制,提高设计过程的集成化、模块化程度,减少人工重复劳动,缩短了飞机总体设计的研制周期。     

产品概念设计过程中信息映射模型的研究

概念设计中的功能求解过程是产品设计中最能体现创新性的环节。在建立产品功能域、原理解域、结构域之间三层映射关系的基础上,通过引入逆映射、功能虚元、原理解虚元、虚链等概念,将域间复杂的信息映射过程简单化,以产品功能分解树的分解过程表示设计过程,以功能基、原理解、结构之间的对应关系表达设计知识,实现概念设计阶段与详细设计阶段产品信息表达的一致性。     

基于功能表面的概念设计产品模型研究

为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题，引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上，构建了一种机械产品概念设计产品模型（功能-功能表面-结构），实现了功能到结构的稳定映射关系。该模型可用于开发计算机辅助设计工具来支持机械产品概念设计过程，实例验证了该产品模型的有效性。     

质量功能配置下的快速夹紧装置概念设计

质量功能配置对保证产品质量提供了一种可行的方法。运用质量功能配置方法对一种快速夹紧装置建立了需求质量与质量要素，功能与需求质量，功能与机构配置表，确定出各参数的权重，进行模糊评价，从而完成了概念设计。     

概念设计中行为矩阵模型的公理化验证

给出行为矩阵模型及对应元素属性，结合公理化设计的功能独立性和信息量最小公理，对行为矩阵模型进行公理化验证；根据键合图理论研究矩阵属性变换特性及矩阵模型的求解过程，通过矩阵属性变换可以方便、快捷地生成机械系统多个原理方案；结合体重秤的公理化设计说明行为矩阵模型在概念设计中的应用。     

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。     

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。     

复杂零件结构设计的概念单元方法

提出复杂零件结构设计的概念单元方法,即几何与物理模型、概念构型与单元、强度与刚度、工艺与造型四部分。分析了复杂零件的应用场合和结构特点,建立几何实体与物理模型,包含联接与安装部位,设置工况载荷与约束,定义设计区域与非设计区域;采用结构拓扑优化方法获得在若干工况下零件实体内部的传力路线,综合多工况下传力路线和相关因素,构造出复杂零件结构的概念模型,并结合零件的载荷形式,综合考虑制造工艺性,选择合适的零件结构单元;依据零件的强度或刚度要求,使零件壁板和结构单元具有满足性能要求的尺度;同时,兼顾零件结构工艺性和视觉美学效果等因素,对零件结构形状和尺度进行工艺和造型再设计;以加工中心立柱和三级齿轮减速器箱体为例展示了结构设计过程,通过合理布置零件内部筋板、单元的结构形式和尺寸,为复杂零件的轻量化和科学合理结构设计提供有效方法。