概念设计及功能"粒化"问题

本文针对机构系统概念设计中存在的功能“粒化”这一基本问题进行了研究，认为功能与型式的一一对应是功能“粒化”的最佳程序，并结合机构的概念设计问题进行了尝试。     

基于知识的注塑模概念设计系统研究

提出了应用“需求特征”、“功能”、“结构”概念设计三要素构建设计规则的知识表达方法,建立了注塑模概念设计知识库。模架概念设计采用数值计算方法,其它结构系统采用基于需求—功能—结构三层映射的概念设计方法,系统的设计思想符合设计方法学理论和工程实际。系统基于PDM技术实现了与注塑模设计平台其它子系统的良好集成。     

协同概念设计中的管理技术与系统开发

概念设计是产品开发过程的一个重要环节,为支持网络环境下的协同概念计,本文在分析异地协同概念设计过程的基础上,提出了一种支持并行工程的对产品概念设计过程进行管理的软件系统框架,并对其中的用户管理、基于实例的求解过程管理以及网上协作过程的管理作了进一步的分析,初步构造了一个可行的并行化的功能驱动的概念设计过程管理机制。     

机械产品概念设计多层次混合映射功能求解框架

根据机械产品概念设计的特点,归纳总结了概念设计过程中普遍存在于功能、行为和载体之间的七种基本映射单元类型:通过建立不同基本映射单元类型之间的逻辑联系构造了多层次混合映射功能求解框架;讨论了该框架与现有功能求解模型之间的关系。以对服装行业中的功能需求——“结合面料”进行求解为例,对所提出的多层次混合映射求解框架的有效性进行说明。     

广义机构及其概念设计

对广义机构及广义机构的概念设计的基本内容和方法进行了全面综述 ,通过对广义机构及其概念设计特点的分析 ,提出了广义机构概念设计的过程模型。基于广义机构的概念设计过程模型 ,进一步提出了广义机构概念设计的内容 ,并研究了运动与执行功能的分解、运动与执行功能的求解及创新解法、广义机构与传感检测子系统和控制子系统之间的系统集成、广义机构的建模和仿真等广义机构概念设计中的相关问题。     

DWELL-EXPERT:计算机辅助间歇运动连杆机构概念设计系统

以间歇运动连杆机构的设计为例,重点讨论了基于功能、约束和结构的概念设计方法在机构概念设计中的应用,包括了设计空间的离散化、推理网络的构成及其推理方法等。本文所提出的思路和方法,对于其他机械产品的概念设计也有一定的参考价值。     

微器件概念设计中的功能设计

介绍了微器件概念设计中的功能设计方法及建模技术,在基于功能-效应-原理解的微器件概念设计模型框架下,对微器件的功能建模从功能定义、功能分解、功能结构图建立等方面进行了阐述,并建立了微器件功能模型.该模型既适用于新器件的创新设计,也适用于已有产品的变型设计,它是微器件概念设计求解问题的基础.     

基于KJ/Kano/FAST模式的产品概念设计

为提高产品概念设计的完整性和准确性,解决传统产品概念设计分析阶段使用单一工具而导致效果不足的问题,提出了KJ/Kano/FAST设计模式。通过功能需求挖掘、关键功能区域识和功能求解,集成3个工具的互补优势,实现概念设计过程的改进。以森林消防车为例,基于该模式进行了造型创新设计,初步验证了设计模式的可行性。研究表明：KJ/Kano/FAST能够实现发现问题、分析问题和解决问题的路径,有助于形成符合用户需求的创新设计方案,有利于提高产品概念设计的完整性和准确性。     

基于产品基因的概念设计

提出了一种基于特征的、通用的功能表达模型。通过对生物基因工程与产品原理方案设计的系统类比,引出产品原理方案设计中的信息遗传基础“产品基因”的概念,提出了“产品基因”的“转录”、“翻译”、“复制”以及“逆转录”机理,揭示了产品基因在功能设计与原理方案设计之间的桥梁作用。建立了基于产品基因遗传和重组的概念设计框架,并以一种新型硬币分离装置的原理方案设计为例进行验证。结果表明,该框架显然有助于产品概念设计阶段的原理创新。     

基于功能,约束和结构的机构概念设计

本文在机构概念设计中实现了基于功能、约束和结构的概念设计方法。除此而外,本文对该研究课题将来发展的有关问题进行了探讨,提出应深入进行系统内部信息流的研究。     

机械产品生长型设计过程的研究

产品概念设计自动化已成为机械设计领域研究的重点.首先引入了广义定位原理和功能表面的概念,而后将实际零部件中表现产品形状、结构的特定表面抽象为功能模式,支持概念结构生成;将生物生长的机理用于产品设计过程,通过功能表面的分解重构进行产品概念设计;给出了功能原型和原理库的数学表达.通过工程实例,验证了上述理论的有效性和实用性.     

面向方案设计的特征定义及表示方法

将基于特征设计思想引入到方案设计中,提出了旨在实现功能概念与几何构造间有效关联的原型特征和布局模板定义,原型特征定义方案设计的功能需求、概略几何实现方案等产品方案属性及其相互关系;布局模板是原型特征装配的结果,它以草图形式描述方案设计的产品原型特征组成及其整体布局形式,讨论了原型特征的组成,分类规则及其表示方法,给出了布局模板支持下的基于特生方案设计建模过程,研究成果为计算机辅助方案设计系统的实现提供了初步的理论框架。     

A Prototype Knowledge-Based System for Conceptual Synthesis of the Design Process

This paper presents a knowledge-based system "KBCS", the "Knowledge-based conceptual synthesiser" that supports the synthetic phase of conceptual design. It was developed using an expert system shell called CLIPS. By using this knowledge, physical behaviour can be derived from a desired function or desired behaviour, and a functional model which represents causal relationships among the functions and behaviours can be created. In addition, complicated desired functions which cannot be matched with the functional output of any behaviour after searching the object-oriented behaviour base, will be automatically decomposed into subfunctions by means of relevant function decomposition rules. A case study for the conceptual synthesis of an automatic assembly system provides an application of this intelligent design environment, and a demonstration of its methodology. In this paper we also describe how two popular AI representation techniques, object-oriented representation and production rule representation, can be usefully integrated to solve the problem.     

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。     

A feature-based approach towards an integrated product model in intelligent design

Conceptual design is an early stage in the product design process, which has an essential effect on the product innovation. Existing approaches for product knowledge engineering for conceptual design always focus on knowledge modelling and organization, etc. However, the traditional approach is lack of better comprehending representation and reuse of design knowledge in conceptual design. This paper is devoted to presenting a systematic effective integrated modelling approach of principle solutions in conceptual design to make the knowledge of functional design be transferred efficiently to the subsequent principle conceptual design and structure conceptual design process, and even detail design. With the introduction of the physical quantity model, feature-based representation model of function, effect, physical quantity, working principle and structure concept are put forward step by step, and then an integrated principle solution model is presented based on the generalized assembly model. The knowledge organization method of principle solutions based on physical quantities is also proposed. Conceptual design process based on integrated modelling and knowledge organization of principle solutions is presented, which discloses that physical quantity model is a bridge across functional design, principle conceptual design and structure conceptual design. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of petroleum equipment offshore platform is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to increase opportunities for product innovation in conceptual design.     

模型驱动复杂机电系统软件与物理并行概念设计

并行设计是机电一体化系统概念设计的重要发展趋势,而软件作为复杂机电系统的重要组成部分,其早期设计通常与物理子系统串行开展,这极大限制了软件设计空间并导致严重的早期设计缺陷。为在复杂机电系统概念设计阶段实现软件与物理子系统的并行设计,提出了一种基于SysML的模型驱动软件与物理并行概念设计方法。将基于流的物理功能表示与基于数据/控制流图的软件功能表示相结合,提出了基于SysML的混合功能模型,通过该模型驱动软件与物理子系统设计的并行开展。在物理设计方面,基于功能效应匹配及时序规则模板实现带隐含时序约束的工作原理检索与筛选;在软件设计方面,基于分布式控制应用设计模式提出软件组件及其行为模型自动生成方法。最后,以移动机器人系统为例,展示了复杂机电系统软件与物理并行概念设计过程。     

计算机辅助概念设计研究

概念设计是整个产品开发周期中最重要的环节之一,它将决定产品的基本特征和主要框架。但由于在概念设计阶段主要的工作表现为对功能进行表示、维护和推理,而设计对象的几何信息却是不完全的,因此以几何信息为核心的传统ＣＡＤ系统对概念设计过程不能进行有效支持。针对这个问题,本文研究了ＣＡＤ系统支持概念设计过程的一些关键技术,包括功能建模和推理技术,以及计算机支持的概念设计过程和后续设计过程的集成技术。     

自走式小型多功能农业作业机的概念设计

产品概念设计过程起始于需求设计,终止于概念产品设计方案,是一个从抽象到具体、由模糊到清晰、由粗到精的逐步精化、进化与展开的推理与决策过程。概念设计过程可以划分为:需求分析,功能设计,原理设计,概念产品方案设计四个阶段。