基于功能表面的产品结构设计自动化研究与实现

针对产品设计功能——结构自动映射问题，从功能设计要求的角度，兼顾装配与制造等并行工程问题，提出了功能表面以及基于功能表面的功能传递链，并利用广义定位原理对功能表面进行表述，建立了基于功能表面分解重构的产品设计过程模型，并进行了软件系统的实现，力图解决设计过程的自动化，支持创新设计。     

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。     

产品设计质量数据与管理模型研究

针对产品设计阶段有效管理质量数据的迫切需求,提出了基于质量特性的产品设计质量数据管理模型。依据产品设计过程确立了产品设计质量特性与数据的定义,在分析产品设计质量保证过程和产品质量特性多维性及演化性特点的基础上,给出了产品设计质量数据与产品质量特性的映射关系和视图,分析了产品设计质量数据的结构、特点及管理需求,提出了基于质量特性的满足产品数据管理和流程管理规范的产品设计质量数据管理模型。通过开发现代产品设计质量保证与数据管理平台原型系统和典型机械产品研制过程的质量数据管理应用,验证了该模型的正确性。     

基于广义Rough Sets的企业模型知识化研究

业务系统能够自适应性演进是提高业务系统实施成功率,扩展业务系统应用范围、延长业务系统寿命周期的重要因素.应用知识管理理论对支持业务系统动态调整的企业模型进行知识化转化,是提高业务系统自适应性的有效途径.分析了知识化模型的建立过程,依靠基于限制模糊相似关系的广义粗糙集,给出了企业模型知识化表述方式和模糊匹配算法.     

支持产品设计全过程和全性能的潜模型理论

针对现有产品设计中信息不全和无法满足并行设计渐进的动态需求问题,以传统逻辑论和信息论中的潜模型理论为基础,结合产品设计进程中变量、目标与约束等信息的扩张过程,提出了产品设计广义潜模型与狭义潜模型理论.采用复杂函数的多阶段分解法和置信度建序法,实现了传统函数的潜模型改造,将传统的面向单点的产品信息模型扩展为面向进程的过程模型,并提出了基于敏度分析的设计导向机制与潜模型的有效推理运行机制,为该理论的实际应用奠定了基础.最后,以挖掘机设计目标为例,进行了函数改造说明.     

基于灰关联理论的产品概念设计需求映射研究

在计算机辅助设计大量使用的产品设计中,从顾客需求到产品功能和技术的转化仍凭借设计人员来完成.设计人员的经验与流动性在很大程度上影响了产品设计的进度与有效性.文中针对此问题,基于灰关联理论提出演进式推理模型.该模型在已经建立的产品设计知识库中搜索,通过计算知识库中实例与新产品需求的灰色关联度,筛选出相似实例,从被选的实例中调出从需求到功能的映射信息,最终自动获取机械产品概念设计的需求一功能映射.并通过设计实例对该模型进行了验证和说明.     

支持企业联盟产品协同设计的项目管理系统研究

企业间的项目管理系统是进行网络化制造的基础,本文着重讨论企业间的产品设计类项目管理,通过对WBS项目分解方法的改进,提出一种能满足产品设计类项目进行项目/设计任务/设计活动分解的方法,并采用基于Agent工作流技术对产品设计过程进行协调控制,开发了企业间设计类项目管理原型系统。     

金属橡胶迟滞环的广义恢复力模型

金属橡胶是一种具有非线性恢复力的材料。在对其进行基于位移加载的动态试验中,其恢复力-位移曲线为一迟滞环。本文用理论和试验相结合的手段研究金属橡胶弹性元件的动力学建模,提出了一种新的模型,即广义恢复力模型。将迟滞回线分解为广义弹性力和广义阻尼力,模型中的参数由实验数据辨识。用所建模型重构恢复力-位移迟滞回线,结果表明该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性。     

现代产品设计方法及其演进

为了更好地体会现代产品设计的本质，有必要对产品设计的特点和方法学的演进进行分析。传统串行产品设计与开发的各领域间缺乏信息的交流，产品设计不具备全局的考虑，造成因返工带来的时间与资源浪费。针对该弊端，并行工程提出集成／并行的产品与过程设计，通过团队协作与过程重组，使产品设计得到优化。虚拟制造则强调在产品加工之前，通过拟实模型提高产品设计的可靠性。基于上述要求，提出了３种可行的产品设计方法，其中产品综合平衡设计方法兼顾了面向型产品设计方法和拟实型产品设计方法的特点，从内在结构和外部机制上以更大的柔性使设计能够保证产品最终的ＴＱＣＳ指标。同时该方法为实现支持现代产品设计的软件环境打下理论基础。     

夹具定位原理在产品设计自动化中的应用

为了解决产品设计自动化的问题，在分析用于夹具设计的六点定位原理的基础上，提出了广义定位原理。基于广义定位原理及分解重构等理论，构造了产品自动化设计理论模型，并进行了软件系统的实现。     

广义设计资源模式下的新产品协同设计任务与资源匹配方法

针对有供应商参与的新产品协同开发设计的特点,将主机企业、供应商的所有设计资源进行整合,以设计资源颗粒为分配单位进行统筹,建立了广义设计资源模式下的协同设计任务模型以及设计资源颗粒分配给计划任务的模型。使用排队论的方法,提出了一种新的设计任务与设计资源的匹配方法,给出了设计资源不足时的冲突消解方法。     

基于广义装配原理的产品生长型设计

通过研究生物生长与产品设计之间的相似性,提出了基于广义装配原理的生长型设计过程,研究了广义装配原理的三个理论构成。首先,在产品生长阶段,为实现生长过程中的自然选择,提出了以复杂度理论为控制因素的设计推理策略;其次,提出了功能公差设计理论,通过加工成本以及基于多因素的模糊质量损失成本体现广义装配成本,在确保产品功能的同时,以较低的装配与制造成本为公差的分配策略;在产品进化阶段,为保证产品良好的装配性能,采用了虚实结合设计技术。将以装配质量因素为核心的产品复杂度、精度以及制造、装配成本等众多设计因素并行集成于生长型设计过程中,实现了以全生命周期装配质量保障为核心的产品生长型设计。     

基于广义参数化的集成产品设计研究

针对目前产品参数化设计可靠性差、一次成功率低的问题，提出了广义参数化集成产品设计的思想，研究了其基本原理、设计方法以及开发过程。采用全息建模、自顶向下的参数化建模方法，将知识集成于产品的信息模型中，阐述了以知识重用、柔性元结构为基础构建参数设置模块和驱动模块的过程，提出了工程图自动调整技术。结果表明：该快速柔性设计满足了集成产品全过程设计的需求，可以支持产品的设计周期。     

基于DFFD的概念设计研究

概念设计在新产品开发中是十分重要的设计活动,不合适的概念设计将导致产品重新设计,延缓产品的发布。本文首先从心理学的角度对用户的概念需求加以描述,定义了概念演化过程的抽象、描述、演化、原型4个阶段,并建立了演化过程模型。接着将DFFD(DirectManipulationofFreeFormDeformation)的造型设计方法与概念设计演化相结合,将用户头脑中的抽象概念原型的描述,如概念名称、定义、属性等,直接映射为产品原型的描述,如模型约束、载荷等参数,借助DFFD的设计方法,帮助用户高效、可视化、互交的进行概念设计。最后用一个酒杯概念设计的例子介绍此方法的实际应用。     

产品设计过程中籀牲基因的继承与变异

生物界中，遗传与变异现象十分普遍，没有遗传，各色物种就不可能延续发展，没有变异，各色物种就不可能有进化。依照生物遗传与变异法则，将不同型号的新产品设计视为可由具有同一特性基因的标准构件通过继承与变异迅速得到。研究了产品设计中特性基因的继承与变异原理，结合参数化设计软件包Pro／Engineer 2001来说明新构件在大批量定制产品开发设计过程中继承与变异的实现过程。     

整体框架式液压机广义模块化产品族建模技术的研究

为了实现整体框架式液压机产品族的快速设计，根据广义模块化设计原理，阐述了虚拟柔性模块；提出了以虚拟柔性模块为基础构建整体框架式液压机广义模块化产品族的策略；在对整体框架式液压机进行产品族规划的基础上，具体阐述其产品族的建模过程，为该类产品的快速设计提供了理论和技术支持。     

基于产品基因的适应性设计方法研究

针对产品的适应性设计问题,提出了产品基因的概念及表达方式,构建了产品演化模型。研究了环境需求与产品基因之间的映射关系,提出了需求参数集的求解方法;分析了参数的类型、值域和权重,提出了参数和基因的适应性、相似度计算公式。以此为基础建立了适应性设计的一般流程。最后给出了一个自吸式泵产品适应性设计的实例。     

广义模块参数关联结构有向图表示方法研究

为化解产晶变型设计过程中参数关联结构关系复杂的问题,将产品结构层次用广义模块进行表示,以减少产品结构层次,缩短参数传递链.运用有向图理论,提出了广义模块参数关联结构有向图的概念,用有向图顶点表示广义模块、子模块和零件,将参数关联驱动关系用有向边表示,得到广义模块参数关联有向图的性质.通过产品广义模块化结构层次关系,将广义模块参数关联结构有向图划分为多个子图,并对子图中顶点之间的横向有向边进行分解,建立了一种规范的参数关联结构关系,给出了其分解算法和参数关联的数学描述,为变型设计参数关联分析提供了理论依据.最后,以皮带输送机为例说明了该方法的有效性.     

面向产品创新设计的广义专家群体知识获取

为更好地从互联网获取适用的知识,以激发创新灵感,提出了一种面向产品创新设计的广义专家群体知识获取的思路及方法。首先对普通专家提供的知识样本进行分析,并提取样本特征。然后,针对产品创新设计知识的特点,构建了融入感性语义词汇的领域本体。基于领域本体,对专家知识样本特征词汇进行了扩展。在此基础上,通过搜索和过滤,获得了来自互联网的特殊专家的知识文本。进而运用知识元抽取技术,构建了广义专家群体知识库。最后,通过实例说明了特殊专家知识获取及过滤的效果,以及广义专家群体知识库的构建形式及结果。     

面向广义模块化设计的产品族规划方法研究

针对不同的产品结构特点提出了两种模块化产品族的开发模式，即基于传统模块的产品族开发和基于柔性模块的产品族开发，柔性模块是广义模块化设计的基本组成元素，提出并详细论述了广义模块化设计产品族体系的结构组成，提出了基于相似特征分析构建广义模块化产品族中柔性模块矩阵和产品矩阵的方法，以液压机产品为例论述了广义模块化产品族的具体规划方法。