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。     

产品概念设计中的创新设计方法及研究

从机电产品创新设计的概念和特征出发，指出机电产品创新设计中有概念设计的创新、构型设计的创新和工艺艺术造型的创新，提出概念设计是机电产品创新设计的最高层次，并对概念设计中的功能原理创新方法、基于功能结构的创新方法和系统综合创新方法进行了研究。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

基于公理设计与TRIZ的概念设计知识管理研究

产品概念设计具有高度创造性、知识密集性及须同其他设计人员进行信息交互的特点．．在这个动态集中,传统信息管理系统功能语义信息缺乏,设计过程与产品信息有效集成的能力不足,不能为设计过程提供足够的支持。本文提出一种面向产品开发过程的公理化本体模型,作为产品概念设计知识管理及集成设计平台的工具。作为设计结果的产品公理化本体模型,不仅在设计过程中表达了设计方案,更是产品设计知识的载体。通过构造基于TRIZ的本体创新模型,解决了公理模型解决设计冲突的不足,增强了在概念开发中的实用性,提高了产品开发的创新性。     

基于模块化的概念设计模型的研究

从实现计算机辅助概念设计的目的出发,建立产品概念设计模型和动态需求的概念,同时把模块化设计方法引入到概念设计领域。该模型在设计过程中分为三层:用户层、功能层和结构层。通过层次分析,完成从用户需求到产品功能结构、产品模块结构的映射,这使复杂的设计任务转化为许多简单、基本的设计任务,从而达到满足用户要求、提高产品质量,缩短产品开发时间。     

基于功能构件的机械产品概念设计过程建模方法

概念设计是设计具有竞争力产品的关键,而功能设计则是概念设计的基础,同时也是集成设计对象建模与设计过程建模的关键。本文给出功能及与其相关的一些重要概念,在此基础上提出了功能构件的概念及计算机实现方法,从而使CAD系统从底层支持概念设计过程;其次,本文提出了－1活动度杆组的概念,以支持概念设计推理过程;最后提出基于功能构件的机械产品概念设计过程的建模方法及应用实例。     

基于属性预测的产品概念设计

针时现有产品次要功能的创新开发,提出了基于属性预测的产品概念设计过程模型.在该模型中,产品经历了从功能域到组态域的转换,同时设计者通过对产品组件和属性进行属性预测操作得到概念设计方案,全面评估各个方案后得到最优解.最后以洗衣机的创新设计为例,验证上述概念设计过程模型的有效性和实用性.     

情景类比构造模型驱动产品创新设计研究

产品功能-行为-结构模型(Function-Behavior-Structure,FBS)和情景记忆认知模型是概念设计过程中的2种重要模型.在概念设计过程中,通过这2种重要模型寻找到未预见发现(Unexpected discovery,UXD)及其分析模块,将情景设计与各设计模块有机结合并驱动工业产品的创新设计.以房门与水龙头的实例分析来说明情景设计用于驱动产品创新是行之有效的.     

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.     

计算机辅助创新技术驱动的产品概念设计与详细设计集成研究

针对计算机辅助创新(Computer-aided innovation,CAI)技术提出的创新概念方案不能顺利地输出给CAD系统的问题,从分析具备产品的功能信息及结构信息的CAD装配结构模型入手,通过建立产品装配结构的信息模型图,分析并确定装配模型存在的问题和冲突,然后应用计算机辅助创新(CAI)技术驱动的知识工程(Knowledge based engineering,KBE)及语义处理技术集成的创新技术进行解决,进而驱动产品结构设计,创新性地解决装配结构中存在的问题,形成从构思创新方案产生-形成知识-驱动结构设计的有机创新过程,初步实现了概念设计与详细设计的集成。进而建立了计算机辅助创新(CAI)技术驱动的产品概念设计和详细设计的集成过程模型,通过无磨损蝶阀产品的创新案例验证了该模型的可行性。     

轿车参数化分析模型的构造及应用研究

给出了基于三箱式轿车结构共性的参数化分析模型,并根据车身概念设计的流程和特点构建了概念设计阶段的车身开发平台,实现了轿车参数化分析模型和车身开发平台的信息集成,使设计人员可以在统一的操作环境下基本实现对汽车车身概念设计过程的控制。系统实现了车身早期开发CAD与CAE的集成,提高了结构方案选择的效率和结构设计的可靠性。     

产品概念设计过程的研究

在分析产品设计及其过程的基础上,利用集合与映射的理论与方法,依次提出了产品设计过程和产品概念设计过程的模型,并详细定义了后者的分解与综合的流程。结合实例给出了产品概念设计过程及其推理决策模型,为产品设计过程的模型化、规律化及其计算机软件支持工具的开发提供了有益的探索     

概念设计中的三维公差与结构同步设计研究

为支持产品概念设计的多结构方案优选和成本优化,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。给出了指导概念结构设计的生长型设计过程模型,应用旋量对功能表面间的几何约束进行分析;在公差表示模型的基础上,自动选择基准框架,生成三维公差链并进行设计计算;开发了相应的软件系统支持设计过程。应用实例表明,公差与结构同步设计能有效地减少设计方案的反复修改,提高了设计的效率和质量,对CAD/CAM集成具有重要意义。     

广义机械系统概念设计模型与关键问题

研究了概念设计过程的发展，归纳出瀑布模型、原型模型和喷泉模型三种模型，并提出了平面螺纹模型。为便于计算机实现，提出了设计方案生成的空间螺旋模型。详细讨论了概念设计的设计要求、初始方案生成等 关键问题，强调设计要求分析要注意功能的条件性和主次性关系。与以往功能分解作功能匹配呈明显先后顺序，相互割裂不同，提出了功能分解与功能匹配是呈螺旋上升交替进行的观点。最后通过油田修井机系统设计实例，对广义机械系统概念设计的上述观点和模型做了进一步阐述和验证。     

支持计算机辅助概念设计的机械产品创新过程动态建模

针对作为机械产品概念设计关键问题之一的过程建模,讨论机械产品创新过程中工作背景、市场需求等因素的变化对产品概念设计过程的决定性影响,在此基础上建立了环境—需求—功能—行为—结构(E-R-F-B-S)变量集映射动态模型,利用7种映射单元之间的有序组合归纳出4条产品创新链,为设计者在设计实践中的若干种创新思维过程建立简明的框架模型。通过确定创新链与有向图、有向图与稀疏矩阵的对应关系建立创新链的数学模型,进而提出并讨论创建以稀疏对称阵为输入变量的计算机辅助概念设计推理系统的合理构想。最后以辽河油田修井机传动系统的概念设计实例,说明创新链模型对机械产品创新过程的有效指导作用。     

基于工艺动作过程的机械执行系统概念设计过程模型

机械产品概念设计的目的是获得产品设计方案,以便为后续的详细设计奠定基础。为了获得较好的产品设计原理方案,需要对机械产品在概念设计阶段的过程模型进一步研究。在前人的研究基础之上,主要针对机械执行系统概念设计过程模型进行研究,提出基于功能-作用原理-工艺动作过程-执行动作-行为-功能载体过程模型和相互之间的映射策略,把产品概念设计的过程模型进一步细化,以更好的符合人们在产品设计过程中的逻辑思维,从而便于提高设计人员的创新能力。     

产品创新设计中基于本体理论的客户知识集成技术研究

为了支持产品创新设计过程的深入研究,针对客户知识在产品创新实践中的集成问题进行了研究.首先,根据产品创新活动的特点,建立了一种产品创新设计中的客户知识集成模型;其次,提出了基于"问题域-功能域"的客户知识转换方法,同时使用本体理论对客户知识进行建模,构建了包括客户创意、感性知识、客户需求、基本知识在内的客户知识概念本体树模型,实现了对客户知识的本体描述;随后,提出了用客户知识服务引擎来实现客户知识请求匹配的方法;最后,结合产品创新中客户知识集成系统的开发,对上述模型及方法进行了验让.     

基于实例推理的原理及结构快速创新设计的研究与实现

基于TRIZ理论中的问题解决工具及分解重构原理,建立了支持原理、结构集成化创新设计过程的实例表达机制及其编码规则,提出了支持产品原理、结构创新的统一设计流程,实现了支持创新设计的原理、结构知识的检索、重用和修正、保存;介绍了开发的概念设计CAD软件系统--DARFAD。     

面向产品创新的仿真建模与分析方法研究

为实现产品创新开发的可视化和知识获取的智能化,根据仿真目的的不同,将支持产品创新的仿真过程分为概念仿真和性能仿真2个阶段,并给出仿真模型的定义。提出了基于本构关系的概念建模方法,实现抽象模型到原理方案或结构的创新。分析了计算机辅助设计／计算机辅助工程集成环境中性能仿真模型的构造方法与过程。断路器机构的创新开发过程仿真及试验验证结果表明,概念仿真有利于将创新的设计思路转化为产品原型;性能仿真既是对原型产品性能的效验,也是获取产品创新开发知识的重要手段。