機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的若干方法研究.pdf

1、概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程中最為重要的階段，也是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的最薄弱環(huán)節(jié)。概念設(shè)計(jì)不僅對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、性能、可靠性、安全性和環(huán)保性有著極大的影響，更重要的是，所產(chǎn)生的缺陷無法由后續(xù)的設(shè)計(jì)過程彌補(bǔ)。 該文研究了機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的客戶需求規(guī)范化、產(chǎn)品特征建模、原理方案生成、方案推理求解、設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)以及原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)例的應(yīng)用驗(yàn)證，期望有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新和變型，豐富概念設(shè)計(jì)的求解途徑。 主要工作及

2、創(chuàng)新點(diǎn)： 1.提出了基于作用流的產(chǎn)品概念特征建模方法。在討論功能、行為與結(jié)構(gòu)的層次關(guān)系和映射邏輯的基礎(chǔ)上，從輸入輸出流出發(fā)，分別結(jié)合功能基、鍵合圖和有向圖建模產(chǎn)品的功能、行為和結(jié)構(gòu)特征；構(gòu)建作用流實(shí)現(xiàn)功能、行為和結(jié)構(gòu)三者之間的有效聯(lián)系，進(jìn)而建立了功能-行為-結(jié)構(gòu)的特征映射模型，通過功能分解和特征映射獲取產(chǎn)品方案，最終實(shí)現(xiàn)了基于作用流的產(chǎn)品功能求解；結(jié)合減速器傳動(dòng)功能求解實(shí)例予以說明和驗(yàn)證。 2.提出了基于能量交互的原理方

3、案生成方法?；谀芰苛鞅硎净驹男袨檎Z義，提取元件接口的類型、大小、方向與約束特征；將受相應(yīng)物理原理和規(guī)則控制與約束的單行為以因果關(guān)系聯(lián)結(jié)成有向圖，構(gòu)建因果行為聯(lián)系及其拓?fù)渚仃嚤硎鞠到y(tǒng)的復(fù)雜行為，從而構(gòu)建了技術(shù)系統(tǒng)的能量交互模型；建立了基于能量交互的原理方案生成過程模型，包括變型過程模型和創(chuàng)新過程模型，其中方案變型通過在約束條件下擴(kuò)展基于因果行為聯(lián)系構(gòu)建的設(shè)計(jì)模板來實(shí)現(xiàn)，方案創(chuàng)新通過正向推理創(chuàng)建因果行為聯(lián)系進(jìn)而組合元件來實(shí)現(xiàn)；結(jié)合工

4、業(yè)高速平頭鎖眼機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例予以說明和驗(yàn)證。 3.提出了基于狀態(tài)空間的方案推理和基于模糊距離度量的方案評(píng)價(jià)方法。建立了包含知識(shí)抽取和知識(shí)表示的設(shè)計(jì)知識(shí)獲取框架，基于功能-行為-結(jié)構(gòu)映射關(guān)系模型抽取設(shè)計(jì)知識(shí)，結(jié)合產(chǎn)生式規(guī)則和面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行表示；開發(fā)了基于狀態(tài)空間的窮盡式搜索求解策略，基于設(shè)計(jì)要求在元件庫中順序搜索基本元件，從而生成描述狀態(tài)空間的方案樹，其中每一分支表示一個(gè)可行方案；提出了基于模糊距離度量的設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法，采用模糊術(shù)