基于仿生计算的产品设计方法研究综述

生命现象蕴含了先进、完善的组织结构及运行模式,可为诸如产品设计等复杂问题的有效解决提供启迪和借鉴.仿生计算是新一代人工智能技术,它与产品设计相结合产生了一种新的现代设计方法--基于仿生计算的产品设计方法.该方法通过设计方法的仿生,对生物智能进行模拟,从而为产品设计提供新的智能解决途径.基于人工神经网络的产品设计方法、进化设计方法、基于群集智能的产品设计方法,以及免疫设计方法都是基于仿生计算的典型产品设计方法,尤其是后两种新兴设计方法,可以为产品设计提供新颖、有效的方法途径.仿生计算的集成是仿生计算发展的一个必然趋势,从而使得基于集成仿生计算的产品设计成为设计方法仿生的一个必然发展趋势.     

基于PDM的产品设计过程动态工作流管理

简要介绍了PDM的概况,指出了工作流管理的重要性.在此基础上重点讨论了动态工作流管理,介绍了一种基于有向网络图DNG的动态工作流建模方法,利用该方法设计了计算机程序,并将其应用于某企业PDM系统工作流管理模块的开发,取得了良好的效果,证明了该方法的实用性.对于动态工作流建模方法的研究能够极大地提高企业的效率和竞争力.     

仿生构件碰撞响应的动态子结构方法分析

为提高移动仿生机构的仿生性能,对仿生机构的腿地碰撞接触模型进行简化,利用动态子结构方法对碰撞过程的瞬态动力学响应进行研究。首先,引入了动态子结构方法,确定了接触碰撞的分离条件;其次,基于前述模态综合方法对仿生构件碰撞过程的瞬态响应特性进行求解,获得应力波,速度波,加速度波以及位移波沿杆长的及随时间推移的传播特性;最后,通过一比一的高速摄像系统对柔性碰撞系统进行高速拍摄记录,对所得结算结果进行验证,表明上述方法的有效性。     

面向产品设计过程的动态工作流建模方法

针对产品详细设计过程中工作流模型的建立问题,提出了一种基于产品结构树的工作流动态建模方法。首先构建产品及零部件工作流的动态模板库;然后建立产品结构树与零部件工作流模板库的映射关系;最后通过动态节点的细化,形成产品设计的工作流程模型实例。以大型天线结构为工程案例进行了验证,结果表明,本方法在运行时刻可以根据产品结构树的零部件实例及其隶属关系动态生成产品设计过程的工作流模型,很好地解决了产品设计过程中工作流的动态建模问题。     

基于虚拟制造技术的产品设计方法研究

基于三维实体造型软件Pro/Engineer,介绍了虚拟制造技术在产品设计中的应用.进行了齿轮泵的三维实体建模、虚拟装配和完善以及干涉检验,利用这种方法能及早发现设计缺陷,降低产品开发成本,缩短设计周期,可提高产品的设计开发效率.     

基于生物仿生的产品生态系统及进化

为分析特定环境下的产品进化问题,引入生态学的基本理论,建立一种产品生态系统基本模型。提出由产品个体、产品种群、产品群落、非产品因子和环境等因素组成的产品生态系统框架,并定义了这些系统的组成要素;在分析环境对产品作用特性的基础上,构建了产品的环境适应性和环境对产品的作用力模型,用以评价产品在特定环境中的生存状态和识别影响产品生存进化的关键因子,从而建立了产品生态系统基本模型。基于产品生态系统,设计了产品进化指示器模型,并以眼镜产品为例说明了指示器的应用。     

基于模块化设计方法的儿童产品设计研究

在了解儿童生理、心理特征的基础上,分析了儿童产品具有生命周期短,功能需求多样化及益智性等特点。结合这些特点和模块化设计方法,探讨了儿童产品引入模块化设计的方法,并分析了产品模块化的设计流程,以儿童滑板车为例,应用模块化设计方法对其进行了改良设计,为儿童产品设计提供参考。     

面向装配的产品设计方法研究

面向装配的产品设计方法研究刘志峰，刘光复（合肥工业大学）１概述近年来，生产工程的发展显示出品种范围不断扩大，生产周期逐渐缩短，产品复杂性增加，同时供货期却越来越短的趋势。如图１所示。为了满足市场的这些变化，在生产工程领域采取了相应的技术措施。在设计方...     

造型驱动的产品设计方法研究

造型并非只是产品外观的美化，而是涉及产品内部构造、布局，整体结构形态和外表色彩、肌理及装饰等一系列环节，是产品物质功能和精神功能的结合点。笔者研究了造型驱动的产品设计方法及模型，提出了在保证产品功能需求的前提下，用造型来协调产品内部机构和外部形象，使物化的技术设计与人化的工业设计有机地统一于产品设计中，使产品物质功能融于产品整体造型形象美中的产品设计思想，促进了产品设计观念的更新，有利于产品的创新设计。     

基于PDM应用的快速产品设计方法研究

探讨了快速变型技术和PDM应用系统的特点，分析了在PDM系统集成环境下的快速变型设计过程，论证了以PDM系统作为数据平台，集成各CAx应用系统，采用快速变型设计技术是进行快速产品设计的最佳实施策略。     

基于亚克力材料的产品设计研究

为解决亚克力材料在现代产品设计中的应用,分析了亚克力材料的特性及其成型方法,结合设计案例,分析了亚克力产品的造型、加工工艺、材料搭配等方面应用,并对相关产品设计提供参考。     

基于CAS理论的产品设计

研究了产品设计系统的特殊结构和本质特征,明确了产品设计系统本质上就是复杂适应性系统(CAS),结合完整的工业产品设计实例,直观地阐释了设计系统的复杂适应性在产品设计进程中的作用.CAS理论为解释复杂的产品设计现象提供新的理论依据,也为提高设计过程的绩效开创了新的研究视野.     

基于蛇类生物的仿生变体机器人运动学研究

基于仿生机械学的原理,本文提出了仿生变体机器人的物理结构,讨论了仿生变体机器人的运动机理,分析了仿生变体机器人线形运动的基本步态.并对该机器人系统进行了运动学分析,实验结果证明了这种运动步态的可行性.最后指出了这种基本运动步态的局限性和改进的方向.     

可拆卸性产品设计方法研究

可拆卸性设计是绿色产品设计的主要内容之一。分析了目前产品拆卸困难的原因,总结了可拆卸性设计准则,并在深入分析了可拆卸性设计方法的基础上,提出了一种产品设计与拆卸一体化的计算机辅助开发系统。     

基于并行工程理念的产品设计方法研究

并行工程是一种系统的工作模式,强调在对产品全生命周期各个阶段进行集成开发.针对当代产品设计的特点,本文提出将并行工程理念切入到产品设计的过程之中,并对基于并行工程下产品设计的各个方面进行了研究,并进行了实际设计应用的研究.     

基于PDM应用的快速产品设计方法研究

探讨了快速变型技术和PDM应用系统的特点,分析了在PDM系统集成环境下的快速变型设计过程,论证了以PDM系统作为数据平台,集成各CAx应用系统,采用快速变型设计技术是进行快速产品设计的最佳实施策略。     

仿生机器人体系结构的研究

针对非结构化的、未知的工作环境要求，提出了一种适用于第四代仿生机器人的仿生式体系结构，阐述了仿生控制的思想与原理，实现了代与代之间的反射式行为控制向本能式行为控制的进化和本代内由慎思式行为控制向反射式行为控制的学习升华，弥补了基于慎思式AI和基于反应式AI的两种模型的不足，可使机器人具备良好的主动学习和自适应能力。     

融合外形仿生与可拓创新方法的产品创新设计

为辅助设计人员创新,激发发散性思维,提出了融合外形仿生与可拓创新方法的产品创新设计方法。建立仿生样本库,通过意象相似度和功能相似度确定仿生对象;解构目标产品代表性样本,采用数量化Ⅰ类构建设计元素与设计目标的关联模型,选取对设计目标贡献度高的元素进行可拓建模;以仿生对象为基础,对可拓模型进行发散、变换,生成创意,并采用模糊综合评价法评估创意。融合外形仿生与可拓创新方法形成一种流程化的产品创新设计方法,以废墟搜救机器人为例,验证该方法的可行性。研究结果表明：该方法有助于生成创新方案,能为发散性思维提供指导方向,为设计人员提供有价值的参考。     

基于动态行为监视的继电保护测量性能监测研究

通过对保护装置在系统故障时的动态行为的分析,构建了电力系统网络中继电保护装置隐藏故障的检测模式。