质量功能展开中顾客需求自动映射

为了降低人员经验与流动性对设计进度与有效性造成的负面影响,提出基于质量功能展开的顾客需求自动转换模型.首先,分析质量功能展开中的顾客需求转换.然后,基于质量功能展开提出顾客需求自动转换系统模型.根据产品创新程度的不同,设计演进式搜索模式和创新式搜索模式,通过引入灰色关联度和Apriori算法,在知识库中展开不同模式的搜索,将顾客需求自动映射到功能技术特性上.最后,开发顾客需求的自动映射系统,并通过实例验证了系统的可行性.     

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。     

复合功能产品概念设计循环求解过程及其实现

复合功能产品概念设计过程中,辅助功能的生成和求解往往伴随着目的功能的求解及其解的完善过程逐步得以实现;基于这一实际情况,提出了一种产品功能、效应、作用原理和结构方案循环交叉求解的计算机辅助概念设计进程模型,这一模型包含分解映射、求解映射和衍生映射3种映射模式和12种映射关系。分析了单一功能与复合功能各自求解进程,研究了接口表达、匹配及功能推理等循环求解关键实现技术,开发了一个面向复合功能产品的概念设计自动化原型系统,以硬币分离机的概念设计为例进行了验证。     

基于接口匹配的机电系统概念设计功能求解

在机电一体化系统概念设计过程中,功能结构的生成和功能求解是交替进行、互为因果的关系。基于这一实际,提出了一种基于功能→效应→作用原理→结构方案映射的机电一体化系统概念设计反馈循环求解模型。分析了单一功能与机电系统功能的各自求解进程,研究了接口匹配及功能求解等反馈循环求解的关键实现技术,开发了一个机电系统概念设计自动化原型系统,并以电脑绣花机的概念设计为例进行了验证。     

机械执行系统功能映射设计求解

基于机械系统"输入-输出流"转换的功能表达方法,总结了机械执行系统功能转换方式的几种具体表达形式。并在此基础上,提出了机械执行系统功能知识扩展方法,把机械执行系统的抽象功能转化为可操作的具体形式(工艺知识)。其次,对机械执行系统的行为和工艺动作表达方法进行了相关研究。最后,对执行系统功能映射设计求解方法进行了探讨以及通过具体的实例分析来说明该方法的可行性。提出的映射求解方法可为计算机辅助执行系统概念设计奠定一定的基础。     

需求/结构映射的灰关联相似性匹配与求解

产品概念设计过程中,为准确获得满足需求的结构方案,提出需求/结构映射的灰关联相似性匹配与求解方法。在灰关联相似性匹配与求解的两级实例推理模型中,设计了需求转化和功能求解的分层次灰关联求解映射策略。建立规范的需求/功能编码形式,并设定初步检索规则,缩小实例检索范围;设定差异信息比较规则,采用灰关联分析进行实例匹配,将需求和功能权重引入灰关联度的计算公式,使得推理求解符合概念设计的实际应用,自动获取产品概念设计的结构方案。通过在花蛤采收机和包装粉碎机设计中的应用,验证了该模型的有效性和可操作性。     

基于Apriori算法的顾客需求自动映射研究

针对产品设计中顾客需求到产品功能技术特性的转化凭借设计者经验来完成的问题,通过计算机技术改善由于人员经验与流动性对设计进度与有效性造成的负面影响,提出基于质量功能展开(QFD,Quality Function Development)的顾客需求自动转换模型.首先,分析QFD中的顾客需求转换;接着,基于QFD提出适应产品创新设计的顾客需求自动搜索模式,通过引入Apriori算法,在知识库中展开搜索,将顾客需求自动映射到功能技术特性.最后,开发顾客需求自动映射系统,并通过实例验证系统的可行性.     

基于设计意图建模的知识推送技术

为提高获取机械设计相关知识的效率并保证知识的有效性,提出了一种基于机械设计意图建模的知识主动推送服务方法。为设计任务建立了形式化的包含目标功能、约束条件和用户兴趣领域的设计意图模型,并根据机械概念设计阶段的各类相关知识的特点对其进行了规范化的组织管理,基于设计意图模型和设计知识库给出了系统的知识推送机制和通过功能—行为—结构映射进行知识匹配求解的方法。开发了机械概念设计知识服务系统的原型系统,并以液压式活塞泵为例验证了系统的有效性。     

基于功构映射的拆卸设备设计方法

针对拆卸对象和拆卸过程对拆卸设备设计的特殊要求,提出了基于功构映射的拆卸设备设计方法。将拆卸设备的概念设计过程定义为需求域、功能域、行为性能域和结构域之间的映射过程和求解过程,利用面向对象技术构建了拆卸设备设计的需求信息集合;运用功能分解和功能表面集成规则构造了功能集合和行为性能集合;定义了拆卸设备设计过程的需求-功能映射模型和功能-结构映射模型。通过需求信息的层级提取、映射和参数化,生成了用于拆卸设备结构重构的基本约束矩阵,用于指导拆卸设备的创新设计。通过键盘拆卸设备的设计,验证了所提方法的有效性和实用性。     

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。     

CONCEPTUAL MODELING BASED ON LOGICAL EXPRESSION AND EVOLVEMENT

Aiming at the problem of abstract and polytype information modeling in product conceptual design, a method of conceptual modeling based on logical expression and evolvement is presented. Based on the logic expressions of the product conceptual design information, a function/logic/structure mapping model is set up. First, the function semantics is transformed into logical expressions through function/logic mapping. Second, the methods of logical evolvement are utilized to describe the function analysis, function/structure mapping and structure combination. Last, the logical structure scheme is transformed into geometrical sketch through logic/structure mapping. The conceptual design information and modeling process are described uniformly with logical methods in the model, and an effective method for computer aided conceptual design based on the model is implemented.     

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     

基于数据挖掘工具的机械产品概念设计研究

提出了基于数据挖掘工具的产品概念设计模型 ,探讨了产品功能设计和基于数据挖掘技术的功能 结构映射。以机床传动系统为例 ,研究决策树算法的数据挖掘模型 ,并初步实现了产品概念设计过程的功能 结构映射。     

产品概念设计过程中信息映射模型的研究

概念设计中的功能求解过程是产品设计中最能体现创新性的环节。在建立产品功能域、原理解域、结构域之间三层映射关系的基础上,通过引入逆映射、功能虚元、原理解虚元、虚链等概念,将域间复杂的信息映射过程简单化,以产品功能分解树的分解过程表示设计过程,以功能基、原理解、结构之间的对应关系表达设计知识,实现概念设计阶段与详细设计阶段产品信息表达的一致性。     

基于参数化的机床产品快速变型设计

在产品的概念设计过程中,融入参数化技术,实现大规模定制化产品的快速设计.针对机床产品,以UG为软件平台,结合V C 和SQL Server数据库开发机床产品参数化变型系统,并讨论从功能需求到结构参数模型的映射过程、主要结构特征尺寸参数化等关键技术,通过参数化实现产品级的机床快速变型设计.