基于可拓理論的復式布料系統(tǒng)概念設計研究.pdf

1、全篇論文從概念設計創(chuàng)新與智能的角度,運用可拓理論,以復式布料系統(tǒng)為研究對象,通過對可拓學的拓展,從用可拓概念依存圖表達設計任務書的功能信息,功能推理與組件建庫和調用策略,概念設計全過程的公式化的可拓表達以及功能設計信息模型的可拓實現(xiàn)等幾個方面來深入研究其概念設計的理論和方法.文章首先簡介了可拓理論與方法,在此基礎上,分析了可拓學在機械產(chǎn)品概念設計應用中的不足,針對概念設計的特性,從發(fā)散與評估角度拓展了可拓工程方法.提出了含有時間參數(shù)的改

2、進型菱形思維模型與量域空間相等的發(fā)散終止準則,拓展了思維過程是在時間因素的驅動下,呈錐形彈簧式螺旋上升,體現(xiàn)了求解問題的順序性、反復性和迭代性.另外也提出了物元空間的相容性驗證及離散空間關聯(lián)函數(shù)的建立策略,保證了概念解的安全與可靠.機械產(chǎn)品概念設計是根據(jù)任務書的要求產(chǎn)生設計概念,它的目的是為設計系統(tǒng)尋找一個或一組滿足設計任務書要求的原理解,它的過程是將抽象的功能轉化為具體結構.如何從用自然語言敘述的任務書中理性地消除條件與要求的歧義與冗

3、余抽象生成給定產(chǎn)品功能,該文從計算機可識別的角度,提出了將可拓學和用節(jié)點表達概念、弧描述概念之間關系的概念依存圖理論相結合(可拓概念依存圖理論)的方法來表達產(chǎn)品任務書中的要求與條件;對用自然語言表達的產(chǎn)品任務書中定性與定量元素進行識別;查找遺失的信息;組合單個元素進入全局的概念依存圖中.以期架設一條從產(chǎn)品任務書向功能映射的理性橋梁,為復式布料系統(tǒng)概念設計后續(xù)階段的研究(概念解的生成)提供客觀、具體的功能信息.根據(jù)機械產(chǎn)品概念設計的特點,

4、從思維方式著手,利用改進型菱形思維方法,提出了概念設計的功能推理模型(功能向結構映射模型).該模型從系統(tǒng)功能定義入手,采用重新定義問題和部分解的方法,將最初問題可拓分解成按照功能定義的部分問題,并對部分問題進行發(fā)散構思,產(chǎn)生部分問題的局部解,以此形成的部分問題空間與組件解空間進行耦合(收斂),尋找滿足布料功能需求的最初問題解;還創(chuàng)建了復式布料系統(tǒng)功能分層策略,利用簡單數(shù)字編碼技術,提出了組件建庫和調用機理.還從公式化的角度,提出了從產(chǎn)品

5、任務書中提取功能信息到獲得產(chǎn)品功能概念解的整個概念設計過程公式化表達方法;利用可拓集合理論,深入分析了過程模型中的各個要素(功能、行為、結構與環(huán)境約束)及其關系;提出了在產(chǎn)品任務書中析取功能信息,建立了功能分解準則,利用優(yōu)化算法創(chuàng)建行為關系樹與獲得實現(xiàn)產(chǎn)品功能概念解公式化表達方法;最后提出了機械產(chǎn)品智能化概念設計功能設計信息模型,創(chuàng)立了功能特征元分解與終止準則,并根據(jù)功能特征最低位的子功能物元,建立了實現(xiàn)功能特征的動作用事元來表達的準則