基于核心功能约束的概念设计方法

在基于功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型开展产品设计映射的过程中会产生大量无效的原理和结构,这些无效冗余结构会急剧增加设计方案组合阶段的复杂度。为提高FBS模型辅助创新设计的效率,提出了一种基于核心功能约束的概念设计方法。通过将产品设计过程划分为核心功能设计和辅助功能设计两个阶段,以产品核心功能的设计结果作为辅助功能设计过程的约束条件,在核心功能实现的要求下约束各辅助功能实现的结构方案数,从而缩小基于形态分布矩阵的设计组合方案的复杂度。通过洗碗机的概念设计过程验证了该方法的可行性和有效性。     

基于TRIZ理论的产品创新设计

运用TRIZ原理就能创造性地消除产品设计中参数间的潜在矛盾冲突。本文归纳了基于TRIZ的概念设计过程模型，总结了基于TRIZ的概念设计思想方法与设计实践中的操作程序。结合实例，运用矛盾矩阵查找创新原理，完成新产品的概念设计。     

模块化数控机床概念设计的研究

通过对数控机床设计开发过程的分析，提出了模块化数控机床概念设计系统模型，该模型分为功能域，结构域及评价域三个子模型。文中用广义映射的方法实现了从功能域到结构域的映射过程。相应于概念设计中设计对象模型的演变过程，广义映射分为三层映射，建立三种模型，完成从设计需求到产品功能结构，结构布局方案和模块化结构方案的设计过程。     

基于本体的概念设计产品信息模型研究

分析了基于本体的概念设计功能-行为-结构框架,对概念设计产品信息模型进行了研究,提出了在结构层引入装配特征描述机构间装配设计信息,为概念设计阶段的产品结构信息传递到后续的设计阶段提供有效支持;并以提高概念设计与后续设计阶段的产品信息共享与重用为目的,构建基于本体的概念设计产品信息模型。最后以机械手的概念设计为例,验证基于本体的概念设计产品信息模型的有效性。     

基于演化算法的复杂机械广义优化设计实现策略研究

针对复杂机械广义优化设计过程中优化模型不易获得这一难题，利用人工神经网络的高度非线性是非线性映射能力，将优化建模转换为求取设计变量到设计方案的映射关系，构建了复杂机械广义优化柔性建模方法；引入模糊评价理论，设计了基于演化计算的优化方法，给出了优化流程图。该策略特别适用于复杂机械概念设计阶段的方案优化。     

基于层次化单元的产品设计及BOM生成算法的应用研究

针对现有计算机辅助工具对早期设计支持不足的特点，以层次化单元为基础，建立了一种介于概念设计与详细设计之间的装配模型，该模型即能充分表达早期设计中产品的功能需求，而且在描述产品必要结构的同时又能与详细的产品数据和几何信息产生一定的关联，使得概念设计结果能直接作为后期设计的输入，在后期设计中讨论了产品结构树的生成算法，并以此为基础开发了针对电梯产品的软件系统。     

基于Internet的计算机辅助机床造型设计研究

利用PDM（产品数据库）技术，将分散的、孤立的信息集成在网络产品概念设计系统中，提出基于Internet计算机辅助产品概念设计（ICACD）方法，以解决产品概念设计阶段信息“孤岛”问题；主要研究ICACD系统方案、信息集成、并行设计、异地协同设计及产品设计评价等关键技术，并将其应用于机床造型设计系统的开发中。     

基于TRIZ与可拓创新方法的机械产品概念设计方法研究

提出一种机械产品概念设计的创新方法,对概念设计阶段进行细分,将发明问题解决理论(TRIZ)与可拓创新方法的优势相结合,建立了基于两者的概念设计过程模型。通过建立用户需求基元模型与共轭分析法,确定产品的需求与功能之间的关联性,构建产品功能分解树,得到根源冲突;然后运用TRIZ工具集提取工程参数查询对应的原理解,通过可拓变换生成多种概念方案;最后利用优度评价法,实现对概念方案的量化评价与优选。以小型管道清淤机器人为例进行系统的创新设计,验证了该方法实用性和有效性。     

基于过程的分布式协同设计系统研究

建立了一个基于整个产品设计过程的分布式协同设计模型.这个模型以设计矩阵-黑板为基础,提供一个实时协同工作环境,并集成不同的设计工具,能支持不同地理位置、不同学科的设计人员共同完成整个设计过程的活动和任务,能获取、共享及重用设计数据,有助于设计人员在概念设计阶段进行创新思维.一个设计示例来验证模型的实用性.     

基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计

针对已有产品的创新设计，为充分考虑不同类型的用户需要信息，利用可拓创新方法对其进行形式化和流程化研究，提出基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计方法。建立用户需要事元，并与已有产品功能事元进行比较，若类型一致，则通过功能分析对原系统进行分析，找到问题功能并利用基元理论和可拓变换改进原系统功能结构模型；若类型不同，通过用户需要事元与功能事元的映射关系获得功能动作表现的物元；根据功能事元和结构关系元的映射关系获得结构关系元的特征和量值，建立新功能系统模型；将两类模型进行功能融合并得到新产品的功能配置及设计方案。通过对已有光伏电池板清洁设备进行创新设计，验证了该方法的可行性与有效性。     

基于公理设计理论的机加夹具概念设计

为提高机加夹具概念设计的规范化水平,降低机加夹具概念设计对设计者经验知识的依赖程度,提出了基于公理设计理论(AD)的机加夹具概念设计方法。以公理设计理论为指导,将企业现有的机加夹具设计实例进行多级分解,构建了机加夹具多级实例库,在此基础上,设计了基于AD和多级机加夹具实例库的机加夹具概念模型生成算法,将机加夹具概念设计过程转换为搜索符合机加夹具多级功能需求的机加夹具实例的过程,从而快速生成夹具概念模型。以铣削航空发动机机匣外型面机加夹具的概念设计为例,验证了文中所提方法的有效性和可行性。     

面向广义模块化设计/制造的产品族动态模型研究

通过分析面向产品快速响应设计/制造的产品模型的特点,根据公理化设计理论,构建了面向广义模块化设计的产品族动态模型。通过对产品设计/制造过程的分析,分别建立了基于广义模块化的概念设计子模型、基于功能-结构映射的结构设计子模型和基于特征的柔性模块定义子模型,三者结合,满足了产品全生命周期各个阶段对信息的需求。     

面向需求的专利集群分析与再设计

针对产品概念设计时,市场及用户需求获取困难、产品功能模型的构建依赖于设计者知识储备和经验等问题,提出利用专利群辅助完成产品概念设计的专利规避设计方法。首先根据设计主题检索得到相关专利群,并对其摘要、背景技术、发明内容等文字部分进行功能需求获取及分类;然后基于设计任务对专利文本深入分析,建立其功能模型;接着,基于功能需求对功能模型进行对比、保留、剔除、添加等操作,重构得到待设计产品的功能模型;最后利用TRIZ理论等指导完成产品概念模型。并通过拉网装置来验证此方法的可行性。     

可拓学在产品创新设计中的应用研究

可拓学是我国研究员蔡文等1983年创立的一门新兴学科。创新是概念设计的灵魂，产品功能是创新设计的出发点。利用物元的发散性、可扩性、共轭性、相关性等特点，在产品的创新设计中，以物元形式描述功能，引入量值属性，建立功能创新设计的物元模型。从功能组合角度定义了功能之间的关系，以功能重组为出发点为设计者提供创新思路。     

基于设计协作环的产品概念设计工作流模型

本文首先讨论了网络环境下面向质量的产品概念设计（QOCD，Quality-Oriented Conceptual Design）的概念及其过程，根据该过程中工作流管理的需要，提出了设计协作环的概念，在此基础上建立了基于设计协作环的CDFQ工作流模型。     

基于公理化设计的产品需求分析研究

本文建立了基于公理化设计理论的产品需求分析过程模型,讨论了用户需求的获取、理解、分析和评价的过程和方法,以及从用户需求转化为产品功能要求的策略,介绍了质量功能配置(QFD)中质量屋的建立过程。最后,以数控机床变速传动系统设计为例,对所述的需求分析方法进行了阐述。     

XML相关技术在基于公理化设计的概念设计产品模型中的研究

提出用XML相关技术解决了基于公理化设计的概念设计产品模型的实现、产品开发过程中的约束及其应用框架问题。借助XML Schema给出了相应的产品模型和产品开发过程中的约束；应用XML技术实现了产品的域结构模板；研究并实现了产品模型的应用框架。最后将所述的应用框架应用到工业缝纫机概念设计工具中来指导概念设计过程。     

Pro/E模具设计、分析、制造集成解决方案

１Pro／E软件的集成制造技术模具CAD／CAE／CAM系统的集成关键是建立单一的图形数据库、在CAD、CAE、CAM各单元之间实现数据的自动传递与转换，使CAM、CAE阶段完全吸收CAD阶段的三维图形，减少中间建模的时间和误差；借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度、金属液体在模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行反复修改和优化，将问题发现于正式生产前，大大缩短制模时间，提高模具加工精度。Pro／E软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术，具备概念设计、基础设计和详细设计的功能，为模具的集成制造…     

基于知识的注塑模概念设计研究

注塑模设计具有很大的经验性，开发基于知识的注塑模概念设计系统具有很重要的意义。基于知识推理的关键是制品信息的确定、知识的获取和表达，提出了以注塑制品设计信息为设计前提的基于知识的注塑模概念设计系统，建立了注塑制品的信息模型与模具结构信息模型，论述了知识的分类及表示方法，并给出了求解策略。     

生长型设计中的层次式产品建模

把生命系统的创造性和创新智能充分利用到产品设计中，提出了以生命为原型的生长型产品结构设计方法。在生长型设计中，随着设计过程的演绎，产品模型所包含的信息呈开放式膨胀。根据生长型设计过程的特点，在产品结构设计自动化技术基础上，研究了生长型设计中产品的结构组成及其装配模型的表达，提出了机械产品分层结构模型和建模方法。首先，将生长型设计过程中的信息传递单元分解为动态装配体、功能表面副、功能表面以及功能表面的名义特征四个层次，在此基础上从生长型设计的基本组成单元、产品装配关系模型、零件模型以及公差模型等角度分层次建立了产品模型，解决了生长型设计过程中产品信息的组织、表达及规划问题，为基于产品信息传递的产品概念结构生长、公差分配奠定了基础。最后，实例证明了该产品模型的有效性。