基于功能模式的概念结构生长型设计研究

为解决功能-结构映射问题,首先提出了功能表面映射模型。功能表面作为功能-结构映射的信息载体,可分为定位表面和使定表面,进而提出了基于功能表面的功能传递链。通过对生物个体与产品的类比,提出了概念结构生长型设计方法,依据广义定位原理和分解重构理论,建立了基于功能表面的功能模式,具体包括执行模式、传动模式和定位模式,得到了基于功能模式的概念结构生长型设计过程模型。最后,以偶件滚字夹具设计为例,说明了基于功能模式的生长型设计过程。     

产品基因及其在能量转换功能求解中的应用

 提出了能量转换型原理解的产品基因模型,构造了能量型产品基因知识库,建立了基于产品基因的启发式原理方案求解模型,并给出了求解实例。     

基于多生物效应的功能组合产品设计方法研究

功能组合产品是创新产品的一类重要形式,为提高功能组合产品设计的可行性和创新性,提出基于多生物效应的功能组合产品设计方法.首先研究生物原型功能实现的多种因素组合及转化机理,抽取多生物效应来构建多生物效应知识库;其次分析多生物效应模型归纳功能组合基本模式,融合TRIZ方法建立了基于多生物效应的产品功能组合设计过程模型,以生物功能协同实现模式指导产品功能组合设计;最后应用该方法完成湿热地区淡水收集帐篷的设计.研究表明,该功能组合产品设计方法较好地满足了用户对产品的多种需求,具有一定有效性与可行性.     

基于基因工程的镀膜机快速设计研究

目的研究大批量定制模式下镀膜机快速设计的方法。方法提出基于基因工程理论的关键技术,并将这些技术应用到镀膜机的快速设计当中。研究镀膜机产品基因的提取、扩增、重组和表达的实现方法,即根据分解重构理论,从实体结构和功能结构开始模块划分,提取镀膜机的全部基因信息,采用数据库表的储存和检索构建基因文库对产品基因进行管理,运用事物特性表实现基因扩增,采用配置设计方法对目的基因和载体基因进行重组,运用基于功能表面理论方案对携带有遗传信息的重组基因表达在模型结构上。结果在Solid Wroks2012开发平台下,开发了基于基因工程的镀膜机快速设计平台,实现了结构设计、工艺设计和产品数据管理的一体化。通过测试,设计效率提高了31%。结论将基于基因工程的镀膜机快速设计平台引入到企业当中,可以降低设计人员的劳动强度及缩短开发周期,缓解了大批量设计与个性化定制之间的矛盾,从而提高了企业的实际效益和市场竞争力。     

基于分析型KANO模型的3D打印笔设计研究

目的 针对3D打印笔市场产品同质化严重的现象,旨在充分挖掘用户需求,并依据用户需求分析的结果对3D打印笔进行改良设计。方法 首先,对市场上现有的3D打印笔进行产品基本功能及使用流程的调研分析,获取初步功能需求;其次,采用共创工作坊的方式对3D打印笔的资深用户及行业内的设计开发人员展开调研,围绕用户特征、产品功能、用户痛点、产品机会点,以及创新设计等进行共创,进一步归纳整理,作为功能需求的补充;最后,根据功能需求点进行KANO问卷调研,基于分析型KANO模型计算每项功能需求的类别,通过分析型KANO模型与传统KANO模型的对比证实了分析型KANO模型的有效性,利用功能质量提升矩阵,并确定最终的设计策略。结果 获得了3D打印笔各项功能需求的属性分类及设计优先级排序,提出针对3D打印笔用户需求的设计策略,完成3D打印笔设计实践与评估。结论 利用共创工作坊的方法完善3D打印笔的功能需求获取,并运用分析型KANO模型对功能属性进行分类和重要性排序,将用户需求转化为设计策略,为今后企业进行同类产品设计研发提供了新的思路与方法。     

可变功能机械基于功能-结构模型的设计变更

为研究可变功能机械设计变更过程和相关设计方法,从机械产品概念设计的角度出发,基于功能-结构映射模型,分析了机械产品在设计变更中功能与结构之间的映射关系,提出了3种变更约束规则.借助工程设计学中功能抽象化的方法进行功能关联性分析,并将产品结构分解为变更结构体和共享结构体,通过结构体的组合来实现产品的设计变更.在此基础上,建立了产品设计变更流程图,将变更过程划分为5个阶段,并提出变更执行图.最后基于功能-结构映射模型,通过设计变更执行图对CA6140车床进行了数控改造,验证了该映射模型应用于机械产品可变功能设计变更的可行性.     

基于功能视图的计算机辅助产品设计方法

通过对产品的多视图模型的研究,提出了基于分层递阶的功能视图模型设计方法,能够很快地实现产品的概念设计和物理设计。依据用户需求所确定的产品总体功能,对总体功能进行分解,确定产品的功能视图,再根据功能视图中各个分功能要素的物理机制,配置物理制造实体,结合成组技术和基于实例的推理方法,完成产品的概念设计和物理设计。     

基于功能主题链和功能本体的创新组合设计初探

以实现功能创新组合为设计目标,对现有产品功能进行创新组合具有非常重要的实用价值.通过对典型多功能组合产品各分功能之间关系分析,引入功能主题链这一概念,构建不同产品之间功能主题链,以此为组合设计前提;提出基于功能本体的创新组合设计策略,利用功能本体知识库,查找匹配各产品主要部件的功能语义,列出相同或相近的功能语义表述,以此为组合契合点.由功能-结构相互映射关系,实现已有产品功能到其结构的映射,在结构模型上进行组合设计,结合设计相关知识及联系实际得到满足社会和技术需求的创新组合产品模型.最后,用实例验证了上述组合创新设计方法的可行性.     

基于语义约束的产品形态群化设计

目的小产品设计领域,保证同一或相似功能、众多形态的多样化设计,以及保证产品语义形象的统一性和递归性,解决以上开放与约束之间的冲突是研究的目的。方法首先,基于消费者对功能相似小产品的多样化需求,提出了产品形态群化的概念,进而对其设计方法进行研究,建立了基于语义约束的产品形态群化设计模型;其次,分析了从语义解构到语义输出的完整过程,并建立了设计分析的漏斗模型、语义分解有向图模型及特征群化维恩图模型;最后,以承德避暑山庄旅游纪念品为例,验证该方法的有效性。结论该方法解决了小产品衍生设计中形态特征和用户需求的语义匹配问题,并以实例验证了方法的可行性。     

浅析门式起重机变型设计

在基因重组的基础上,提出建立装配变形设计的思想。对所装配产品的变型设计原理和变型设计方法进行分析和研究,通过定义装配产品中零件对象的信息模型,建立零件之间的尺寸约束关系模型。以装配门式起重机的部件刚性支腿为研究对象,构建出模型并验证变型过程。