复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究

论文题目: 复合功能产品概念设计建模理论及自动化求解方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 张帅

导师: 冯培恩,潘双夏

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

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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、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面: (1)原理方案设计目录的结构模式研究 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整理入手,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500多个典型功能产品,经过整理、抽象和概括,研制出一个包括10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。 (2)复合功能原理方案特征建模及求解过程研究 分析了设计目录与特征模型之间的关系,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3种求解策略,提出了识别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。 (3)基于循环映射的概念设计进程及其计算机辅助求解策略研究 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、

论文目录:

摘要

ABSTRACT

目录

第一章 概念设计研究综述

1．1 课题的提出及研究意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 设计理论研究概述

1．2．2 概念设计概述

1．2．3 功能设计方面的研究

1．2．4 原理求解方法

1．2．5 人工智能(AI)的发展与应用

1．2．6 智能 CAD(ICAD)的发展与应用

1．3 概念设计领域亟待解决的关键问题

1．4 主要研究内容及框架

第二章 原理方案设计目录的结构模式研究

2．1 引言

2．2 面向计算机求解的原理方案知识表达策略

2．3 设计目录介绍

2．3．1 设计目录的基本概念

2．3．2 设计目录的特点

2．3．3 设计目录的开发原则

2．4 原理方案设计目录的结构模式

2．4．1 四级子目录模式

2．4．2 原理方案设计目录的总体结构

2．4．3 功能项和检索项

2．4．3．1 功能目录

2．4．3．2 效应目录

2．4．3．3 作用原理目录

2．4．3．4 结构方案目录

2．4．4 接口项

2．4．5 评价项

2．4．6 备注项

2．5 本章小节

第三章 复合功能原理方案特征建模及求解过程研究

3．1 引言

3．2 特征的基本概念

3．3 复合功能原理方案特征建模

3．4 复合功能产品原理方案求解策略

3．5 接口表达和匹配

3．5．1 广义接口定义

3．5．2 接口特征表达

3．5．3 接口特征嵌套结构

3．5．4 接口匹配策略

3．6 应用实例

3．7 小结

第四章 基于循环映射的概念设计进程及其计算机辅助求解策略

4．1 引言

4．2 概念设计进程模型分析

4．3 概念设计进程建模

4．3．1 概念设计进程形式化表达

4．3．2 单一功能求解进程

4．3．3 复合功能求解进程

4．3．4 概念设计的循环映射进程模型

4．4 功能推理

4．4．1 功能特征模型

4．4．2 功能原型(Function prototype)表达

4．4．3 功能原型库的组织结构

4．4．4 功能原型搜索

4．5 概念设计与/或树(And/or tree)

4．5．1 问题归约

4．5．2 与/或树

4．5．3 概念设计与/或树

4．5．4 代价优先求解算法

4．6 软件结构与应用实例

4．7 小结

第五章 计算机辅助概念设计原型系统实现

5．1 引言

5．2 系统开发策略和总体结构

5．3 用户输入子系统

5．3．1 设计任务输入模块

5．3．2 产品功能特征建模模块

5．4 概念求解子系统

5．4．1 功能推理模块

5．4．2 原理方案求解和原理解组合模块

5．5 结果输出子系统

5．6 知识库管理子系统

5．7 数据库

5．8 本章小节

第六章 总结和展望

6．1 全文内容总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

攻读博士学位期间参与的课题

致谢

发布时间: 2005-10-08

参考文献

• [1].绿色产品概念设计过程与方法研究[D]. 郭伟祥.合肥工业大学2006
• [2].基于数据挖掘的动态全息产品概念设计理论与方法研究[D]. 景旭文.东南大学2005
• [3].基于功构模式的产品概念设计理论和方法研究[D]. 李沛刚.山东大学2010
• [4].面向复杂产品概念设计的综合集成研讨厅问题求解过程与方法研究[D]. 宋东明.南京理工大学2009
• [5].面向产品概念设计的隐性知识转化模型构建及重用研究[D]. 刘征宏.贵州大学2016

相关论文

• [1].基于基因工程的机械产品设计理论与技术研究[D]. 陈洪武.山东大学2005

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