文档介绍：浙江大学博士学位论文复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究博士研究生:张帅学科、专业:机械设计及理论二∞五年一月指导教师:冯培恩教授潘双夏教授浙江大学研究生院易匀豢蒲Щ鹱手钅编号:、械鹿屎献飨钅
摘要方法和策略,取得了一些具有理论意义和应用价值的成果,主要体现在以下四个方矸桨干杓颇柯嫉慕峁鼓J窖芯在综合分析概念设计领域国内外的研究历史和现状后,针对当前计算机辅助概念设计研究存在的主要问题,探讨了基于循环映射的复合功能产品概念设计的进程、设计目录既是进行手工原理方案求解的知识库,也是构建面向计算机求解的知识库的基础,其开发过程是一个繁杂的系统工程。本文从原理方案知识的收集和接理入手,分析了原理方案设计目录的需求,提出了以功能目录、效应目录、作用原理目录和结构方案目录四级子目录为基础的原理方案设计目录结构模式,详细分析了各级子目录的具体构成和相互关系。在此基础上,收集了喔龅湫凸δ懿罚经过整理、抽象和概括,研制出一个包括多种典型功能的设计目录,较好地解决了原理方案知识的获取和加工问题,为开发面向计算机求解的原理方案设计知识库打下了坚实的基础。春瞎δ茉矸桨柑卣鹘<扒蠼夤萄芯分析了设计目录与特征模型之问的关系,提出以特征模型来重组原理方案设计目录知识,使之转化为计算机可以识别和利用的知识。在分析原理方案求解过程特点的基础上,建立了面向计算机求解的复合功能原理方案特征模型,并重点研究了原理方案接口表达模型及嵌套结构,探讨了原理方案的智蠼獠呗裕岢隽耸侗复合功能中各相关功能解之间相容性的策略和进行复合功能解综合的有效方法,从而较好地解决由单一功能向复合功能求解转变中所面临的解的可行性判断和接口相容性判断问题,有助于设计师在原理方案设计阶段快速搜索到多解,为产品的创新奠定坚实的基础。最后,以硬币分离机的原理方案设计为例进行了验证。谘酚成涞母拍钌杓平碳捌浼扑慊ㄖ蠼獠呗匝芯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、浙大学博士学位论文复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究面:
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。该模型通过构造合理的映射层次和丰富的映射关系,充分支持了概念设计过程中的多层次创新活动,可以适应复杂的概念设计求解过程需求;同时,提供了支持功能分解、功能求解和功能解组合等进程交替进行的循环映射机制,从而在生成合理完整的功能结构的同时也派生出相应的可实现的整体结构方案解。在此基础上。提出了适用于计算机处理的概念设计与/或树形式化表达方法,探讨了相应的求解算法,以木材加工机械的概念设计为例进行了验证。扑慊ㄖ拍钌杓圃拖低呈迪以上述理论框架为基础,首次开发了一个基于循环殃射模型、面向复合功能产品的计算机辅助概念设计原型系统没淙搿⒏拍钋蠼狻⒔峁涑觥知识库管理等四个子系统。该系统通过功能、效应、作用原理和结构方案循环交叉求解,首次将功能结构生成与原理方案求解集成起来,提供了一个复合功能产品概念设计的支持平台。关键词:概念设计、原理方案求解、复合功能、设计目录、特征建模、接口匹配、与或树、智能浙江大学博士学位论文复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究
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第一章概念设计研究综述课题的提出及研究意义葱率窍执笠稻赫暮诵人类进入世纪的今天,科学技术取得突飞猛进的发展,大量科技成果转化为生产力,产品生命周期大大缩短,市场竞争日益激烈。因此,世界各国普遍重视提高产品开发能力,以缩短产品上市时问,增强产品市场竞争力。设计是复杂的创造性思维活动,创新是设计的本质和灵魂。只有创新才能从根本上满足市场需求甚至创造出新的需求,才能大幅度提高产品的整体性能,从而极大地增强产品的市场竞争能力。世纪是人类更多地依靠知识创新和知识的创造性应用实现可持续发展的世纪。因此,企业竞争的实质是产品创新能力的竞争,增强产品市场竞争力的关键在于创新。拍钌杓剖遣反葱碌墓丶锥工程设计是现代社会工业文明的最重要支柱,是工业创新的核心环节“8拍设计处于工程设计进程的初期,是确定产品功能结构、原理方案的阶段,也是工程设计进程中最富创新性的阶段。这一阶段工作在很大程度上决定着产品的性能、质量、价格、市场响应速度和效益等。资料表明虽然概念设计阶段实际投入的费用只占产品开发总成本的ィ淳龆瞬纷艹杀镜ィ腋拍钌杓平锥尾纳计缺陷和错误在详细设计阶段很难纠正甚至不能纠正创新是多层次的,如结构修改和替换属于低层次创新,而工作原