面向概念设计的产品功能信息管理系统的研究与开发

对概念设计的方法进行综述 ,从功能域和载体结构域两个视图对概念产品进行描述 ,功能向物理结构的映射通过功能 结构关系表表达。介绍一个原型系统 ,可对概念设计过程中的功能、载体结构和功能 结构关系等信息提供查询、编辑、修改和更新等服务 ,以实现对概念设计的辅助支持。     

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。     

面向概念设计过程的功能建模研究

针对目前功能建模研究系统性、规律性不强的现状,在阐述了功能的概念及其表达的基础上,通过分解广义和狭义功能,建立了面向概念设计过程的功能模型,为后续的设计工作奠定了基础。设计实例验证了模型的有效性。     

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。     

面向创新设计的Web科学效应库系统研究

为了使科学效应更好地启迪设计人员进行创新设计,给出了基于公理设计和功能行为结构的概念设计过程,提出了基于Web的科学效应库系统模型。在该模型中,根据功能基和流,给出了功能表示;根据知识论和认知原理,确定了科学效应的构成和表示,建立了功能、科学效应和效应应用实例间的联系。依据模型开发了基于浏览器／服务器模式的科学效应库原型系统,实现了效应的扩充、使用与管理等5组功能。最后,讨论了所建立的系统,给出系统应用实例,说明了系统的有效性。     

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。     

产品概念设计过程研究

产品的概念设计直接影响产品的质量、成本和性能,是产品设计的核心阶段。文章结合科学效应叙述了产品概念设计的一般过程,通过科学效应给出产品总功能的实现途径,在此基础上对产品总功能进行分解并且列出功能分解图和功能结构图,再利用科学效应求出产品功能结构图中功能元的解。之后列出形态学矩阵并从中组合出多种可行性方案,经过对可行性方案的评价验证选出最佳的方案。最后通过实例验证了过程的有效性。     

面向创新的机电一体化产品虚拟设计

提出分解重构的创新设计理论并应用于机电一体化产品设计知识体系的建立 ,同时借助虚拟现实技术构建虚实结合的设计系统 ,即机电一体化产品概念设计辅助创新工具DARFAD。DARFAD工具提高了计算机的辅助综合能力 ,符合设计人员的设计思维模式 ,能够激发创新灵感 ,人机交互高效畅通     

面向可持续性产品的功能创新过程研究

从前端预防的理念出发,将功能进化和扩展效应与可持续功能创新集成,研究支持可持续性功能创新的关键使能技术,形成支持可持续性问题前端解决的可持续性产品功能创新过程模型,并通过工程案例验证其可行性。     

基于ACIS平台的功能表面产品模型研究

研究了利用ACIS平台所提供的类和API函数开发接口,构筑了基于功能表面的产品模型,并将其实际应用于组合夹具概念设计自动化软件DARFAD系统,为在ACIS平台上及其他形式的CAD/CAM系统开发提供了一条可行的途径。     

基于扩展效应模型的功能设计过程及实现

效应是产品功能、行为和结构存在的科学依据。扩展TRIZ中现有单输入/输出流两极效应模型形成多输入/输出流多极效应模型,提出构建效应链的四种效应模式和三种效应链推理方法,进而研究基于效应的功能、行为和结构之间的映射关系,建立扩展效应驱动的功能—行为—结构模型(Extended-effect driven function-behavior-structure, EE-FBS)和基于该模型的功能设计过程,以支持功能认知、功能分解、功能到结构映射整个功能设计过程,并开发计算机辅助功能设计软件系统。以中药滴丸机功能设计为例对EE-FBS模型的有效性进行验证。     

产品创新概念设计集成过程模型应用研究

通过集成不同的设计方法,如发明问题冲突解决理论、约束理论(Theory of constraints, TOC)、未预见发现(Unexpected discovery, UXD)、类比设计(Analogy-based design, ABD)等,建立一种产品创新概念设计集成过程模型,并分析产品需求。利用约束设计理论与发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)方法相结合来发现、确定并解决产品冲突;再利用类比设计将获得的UXD结果作用于驱动跨领域知识创新构想产生,进而确定领域内的产品冲突,获得了系统原理解或产品创新方案。以水力旋流器为例对该集成过程模型进行应用研究,提高了产品创新设计效率。     

基于概念依存图理论研究机械产品设计任务书的功能抽象表达

提出了用节点表达概念 ,弧描述概念之间关系的概念依存图理论来表达产品任务书中的要求 ,开发了四个准则。借此方法对用自然语言表达的产品任务书中定性与定量元素进行识别 ,查找遗失的信息 ,组合单个元素进入全局的概念依存图中 ,最终为计算机实现机械产品功能的抽象表达提供一条可行的方法 ,并以布料系统为例阐述了本方法的实施过程     

机械方案创新设计过程模型的研究

本文主要研究机械方案创新设计过程。在简要介绍和分析机械方案设计一般过程和基于结构类型变异机构综合方法的基础上,提出集成功能推理和结构推理为一体的机械方案创新设计过程模型,并在此基础上开发了机械方案创新设计智能支持系统（ＭＣＩＤＩＳＳ）。     

概念设计中产品功能结构建立

分析了产品的设计空间及设计问题关联因素,确立目标树,建立功能结构。并结合实例说明应用。     

基于功能表面分解重构的产品信息模型

针对设计自动化领域中一些问题 (概念设计、功构映射 ) ,提出了基于功能表面分解重构的产品设计过程的观点 ,并相关地构建了支持该观点的产品信息模型 ,以期求得对现行 CAD系统的本质突破 ,真正达到对概念设计过程自动化的支持     

A Heuristic State–Space Approach to the Functional Design of Mechanical Systems

This paper presents a knowledge-based approach for automating the functional design of mechanical systems. By using our proposed automated functional reasoning strategy, which is based on a heuristic search method, a set of physical behaviours can be reasoned out automatically from the desired functions. The interconnection of these behaviours is possible when the functional outputs of one are compatible to the corresponding functional requirements of the next one. Though the design space for behavioural configuration is very large, by defining its heuristic evaluation function as a fuzzy multicriteria decision-making (FMCDM) problem, the proposed heuristic search method can lead to a near optimum design solution in a reasonable time. A case study for the automated functional design of an automatic assembly system is given to illustrate the operation of the proposed heuristic search method, and to show its effectiveness in functional reasoning and optimizing the final design.     

产品造型创新CAID模块设计

将形态组合方法引入产品造型概念创新设计，提出了产品形态组合分析的特征矩阵，在此基础上给出实现CAID模块的程序框图。     

基于生命系统理论的机械产品功能建模方法研究

功能建模是实现产品创新的关键,建模方法的有效性是决定所生成的创新方案成功与否的决定性因素。现有建模方法均建立在对设计对象具有大量先验知识或假设条件的基础上,或具有过多的约束。提出了基于生命系统理论的功能建模方法,并给出详细的分解设计步骤。该方法为机械产品的功能设计提供了一种操作方便、信息表达完整、通用性强的分解模式。最后,通过在粉尘物料全自动包装系统抓袋/张袋机构这一关键技术中的应用作为实例,验证了该方法的实用性和有效性。     

产品概念设计网络评价系统的设计与研究

研究网络环境下的产品概念设计是现代 CAD领域的一个重要研究方向。概念设计网络评价系统是产品基于 Internet/Intranet的概念设计不可缺少的重要环节。文中就产品概念设计定量模型和定性模型提出相应的评价方法 ,研究了模糊综合评价网络算法设计和网络评价管理系统设计 ,提出以实例相似度作为概念设计评价选择方案的依据。提出的概念设计网络评价系统在理论和技术实现上具有一定的通用性。