基于功能分解的数控刀具相似性设计的研究与实现

研究了数控刀具的设计特点,以产品设计功能树表达其基于功能分解的设计过程,采用辅助面切割法进行几何表的造型,以适应不同的功能需求,然后按照功能分解的反方向对几何体表进行拼合完成刀具的造型过程。     

基于功能分解的数控刀具相似性设计的研究与实现

研究了数控刀具的设计特点 ,以产品设计功能树表达其基于功能分解的设计过程 ;采用辅助面切割法进行几何体素的造型 ,以适应不同的功能需求 ,然后按照功能分解的反方向对几何体素进行拼合完成刀具的造型过程。此外还采用编码匹配查找的方法实现数控刀具的相似设计 ,从而大大提高了数控刀具的设计效率和设计质量     

基于模糊设计结构矩阵的产品设计过程模块化分解

为了对产品设计过程进行有效规划和管理,提出一种基于模糊设计结构矩阵的设计过程模块化分解方法。在分析产品设计过程相似性特征的基础上,给出了设计过程的模块化规划原理和实施框架,提出了设计过程模块及其入出项的概念。采用权重有向图和模糊设计结构矩阵对设计过程中设计活动的信息依赖进行定量表示,利用传递闭包法得到模糊等价矩阵,进而将设计过程划分为设计结构矩阵,并确定出各个设计结构矩阵的入出项。最后,以某铝型材产品设计过程为例,说明了所提出的产品设计过程模块化分解方法的实际应用。     

公理设计下的闸阀结构分析

公理设计在设计过程中提供一种描述设计目标的框架，设计者应用这一框架作向导进行产品设计，设计过程形式化，设计决策易于理解。可以应用设计公理对设计的预期质量进行评价。应用公理设计方法对闸阀结构进行了分解，利用公理1对现有的闸阀结构进行合理性分析，并提出了一种基于公理设计的闸阀部件设计顺序。     

一种基于过程的计算机辅助设计方法

建立了一个基于整个产品设计过程的计算机辅助设计模型，该模型综合了设计矩阵、功能方法树、产品结构树和IDEF3模型的优点，并能集成第三方工具，支持设计者完成整个设计过程的活动和任务，能够获取和结构化设计过程数据。统一的设计数据模型使设计过程数据在整个产品生命周期中共享。建立了一个采用Java XML技术的软件原型系统用来验证模型的实用性。     

基于区间数设计结构矩阵的任务分解与重组

现代产品的开发往往在多个单位协作进行,而在一种新产品开发之前,很难准确掌握各功能部件设计间信息交流情况。针对这种情况,给出一种粒度可调的任务分解和重组方法。它先将产品按结构(或功能)进行详细分解,建立了其结构(或功能)树,得到对应小粒度的设计任务集;接着,用区间数描述各设计任务间信息交流程度,从而构建区间数设计结构矩阵;然后,根据所需粒度,选择合适的可能度水平λ,得到相应的截矩阵;最后,根据一定的准则将各设计任务进行聚类,即信息交流程度高的设计任务重组为一个任务。重组后的各设计任务类就是最终的设计任务分解集。文章给出了该方法的步骤,并通过示例说明其具体实现。示例分析表明该方法具有较好的参考价值。     

基于公理化设计的机电产品设计研究

机电产品设计的方法贯穿于整个设计过程,结合公理化设计相关理论,分析了产品设计过程的指导思想和方法应用,并建立了设计方案评价指标体系.以冰箱方案设计为例,对所述的公理设计方法进行了阐述.     

DSM在快速参数化设计系统中的研究应用

针对小批量、多品种复杂产品设计中输入输出关系繁琐的问题,提出了一种基于产品设计结构矩阵的参数化设计方法.用它来表示性能和产品的各种参数,对矩阵用序列二叉树进行分解与解耦操作,将设计分解为独立、不相关的子问题处理.并应用于液压缸设计,获得了较好的效果.     

公理设计过程中耦合设计问题的结构化分析方法

现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的,它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中,耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题, 提出了一种结构化的耦合设计分析方法,旨在为在功能要求不独立的情况下完成产品设计提供有效解决方案。首先利用分解操作识别独立的功能要求以及耦合功能集;然后采用决策分析方法中的两两比较方法并基于三角模糊数对功能耦合程度进行度量;在此基础上通过解耦和割裂操作对耦合功能进行规划,确定各耦合功能的实现顺序; 最后对耦合设计方案进行耦合性分析,计算耦合度指标,为耦合设计方案的耦合性评价及其选择提供依据。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对耦合设计分析方法进行了说明和验证。     

有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程规划方法

在比较现有产品设计过程建模方法的基础上,利用设计结构矩阵与多色集合的互补特性,提出了一种基于加权有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程模型,加权有向图分别将设计过程分析与重组,以及设计任务分配与调度所需的信息,传递给混合设计结构矩阵与多色集合,从而将整个规划过程相关信息集成在一个模型中加以综合运算,在全面支持产品设计过程规划的同时,提高了规划效率和准确性,且便于编程实现.最后,以某型飞机装配型架设计过程规划为例进行验证,结果表明,基于该模型的算法可达到实现快捷、结果合理的目的,满足了企业对产品快速并行开发的需求.     

基于功能构造的复杂产品进化设计基因模型

针对现阶段进化设计方法在设计理论上的不足,探索对进化设计模式以及进化设计系统进行完整描述和统一表达,给出了一种面向功能需求适应性设计模式的框架结构。以设计产品的功能构造为核心,利用功能矩阵将其需求进行数字化和形式化描述,对功能基因进行统一表达,通过模型协议规范复杂产品进化设计的相应过程,建立起进化设计的基因模型,并实现对织布机开口机构的设计。     

敏捷企业组织设计研究

企业重组和再造的主要方法之一是调整企业的各种业务流程、组织结构,集中各种资源,敏捷地适应日益剧烈的竞争、日趋变动和复杂的企业环境条件的要求,系统科学和系统工程是进行企业组织重组设计的理论基础和方法工具。敏捷企业组织是一类特殊复杂系统,系统工程的螺旋式推进方法为进行现代企业组织重组设计提供了较为完整的框架。     

雷达结构并行设计过程分解方法初探

雷达结构设计实施并行工程必然会增加设计过程的复杂程度和管理难度。对设计过程合理地分解可以减轻或消除各种设计影响因素之间的相互耦合。分解的关键是耦合任务集的识别。本文基于图论的有关理论和代数矩阵方法 ,提出一种雷达结构并行设计过程的分解方法。最后给出一个此法在雷达结构设计过程分解中的应用例。     

基于知识模板的复杂产品设计重用方法研究

为实现复杂产品设计知识的莺用,提出了基于面向对象技术的知识模板概念.用统一建模语言建立了复杂产品设计阶段的功能-行为-结构模型.通过功能分解和结构映射,将功能信息和向何信息集成封装在一个类模板中.基于功能域、行为域和结构域三个映射域,设计了功能分解算法,从而形成可重用知识.知识模板通过组成模板的静态和动态知识提取并加以综合获得,利用相似度数值的计算进行模板的选择与匹配.最后以叉车产品功能分解和结构映射所形成的知识模板,说明了所提出的设计重用方法的实际应用.     

基于公理化设计理论的起重机起升机构分析

介绍了公理化设计理论基础，按公理化设计原理，设计公理为设计者提供一种设计指导框架。应用公理化设计理论，对起重机起升机构的设计过程进行分析，给出了起升机构的功能要求与设计参数间的映射与分解过程。结果表明，设计的分解过程是合理的，满足独立性公理。     

基于公理设计与功能分解的核级贯穿组件研究

在充分研究核级产品研发特点的基础上,提出用功能分解法解决公理设计中功能域需求难以全面、准确定义的问题,阐述了公理设计与功能分解相结合的设计方法,并采用该方法对核电站电气贯穿件用贯穿组件进行了概念及方案设计,最终获得了导体组件的设计原型。     

复杂产品的层次语义模型研究

针对复杂产品的设计建模提出了一个层次语义模型。在现有三维CAD系统的基础上，从用户需求、产品设计、零件建模、部件装配各个阶段入手，将其中蕴含的行业知识加以分类、提取、抽象，形成设计语义、建模语义和装配语义，使虚拟样机在建立过程中能够利用并且包含更多的行业知识。对该语义模型的三个层次进行了详细讨论，并结合曲柄压力机的产品实例给出了具体实现。     

基于创新设计理论/功能分析的机械产品功能原理创新设计

为了实现机械产品功能原理的创新，提出了一种将创新设计理论与功能分析方法相结合的功能原理求解过程模型。在该模型中，功能分析主要包括总功能抽象、总功能原理解的确定以及功能分解等。总功能原理解的确定是功能正确分解的前提。为了给功能分解提供可以遵循的模式，提出了基于工艺功能分析的方法，引入了输入约束功能的概念，并给出了功能分解的5个详细步骤。为了给原理求解提供有力的工具支持，将创新设计理论中的物场分析、效应知识库以及冲突解决原理等嵌入到了总功能和分功能原理求解过程中，使得创新设计理论的优势在模型中得以有效发挥。应用这一模型，实现了颜料灌装机的创新设计。     

Computer-based Creativity Enhanced Conceptual Design Model for Non-routine Design of Mechanical Systems

Computer-based conceptual design for routine design has made great strides, yet non-routine design has not been given due attention, and it is still poorly automated. Considering that the function-behavior-structure（FBS） model is widely used for modeling the conceptual design process, a computer-based creativity enhanced conceptual design model（CECD） for non-routine design of mechanical systems is presented. In the model, the leaf functions in the FBS model are decomposed into and represented with fine-grain basic operation actions（BOA）, and the corresponding BOA set in the function domain is then constructed. Choosing building blocks from the database, and expressing their multiple functions with BOAs, the BOA set in the structure domain is formed. Through rule-based dynamic partition of the BOA set in the function domain, many variants of regenerated functional schemes are generated. For enhancing the capability to introduce new design variables into the conceptual design process, and dig out more innovative physical structure schemes, the indirect function-structure matching strategy based on reconstructing the combined structure schemes is adopted. By adjusting the tightness of the partition rules and the granularity of the divided BOA subsets, and making full use of the main function and secondary functions of each basic structure in the process of reconstructing of the physical structures, new design variables and variants are introduced into the physical structure scheme reconstructing process, and a great number of simpler physical structure schemes to accomplish the overall function organically are figured out. The creativity enhanced conceptual design model presented has a dominant capability in introducing new deign variables in function domain and digging out simpler physical structures to accomplish the overall function, therefore it can be utilized to solve non-routine conceptual design problem.     

基于公理设计的机械传动系统概念设计方法

以公理设计框架为指导,根据运动特征集对功能需求和设计参数进行形式化描述,从而划分基本功能需求块和设计参数块.在此基础上提出一种机械传动系统概念设计方法.该方法根据功能域向物理域映射过程的描述,首先产生功能分解规则进行功能分解,并搜索出各个子功能解.在组合子功能解的过程中,通过建立组合解搜索问题的数学模型,引入蚁群系统算法来处理该组合优化问题,从而有效加快搜索过程和处理可能存在的组合爆炸.结合捻线机往复导纱系统设计实例,对该方法及其有效性进行了说明和验证.