基于功能特征结构映射的夹具设计模型与方法

为实现夹具设计的智能化,基于功能论的设计方法,通过对夹具的功能进行分析和分解,研究了夹具功能的表达和夹具的设计过程,建立了基于功能特征映射模型的夹具设计过程和方法。构建了夹具的功能模型,提出用特征作为夹具功能和结构的中介,建立了功能—特征—结构的映射模式。在对夹具设计中的约束进行分析的基础上,总结了夹具各子功能的备选特征集,运用模糊映射的理论实现夹具功能到特征和特征到结构的映射,得到夹具的结构方案。最后,用钻模设计进行了实例验证,证明了该方法的可行性和有效性。

可变功能机械基于功能逻辑图和结构关系图的变更设计方法

设计变更(被动变更)是产品设计开发过程中的一项重要活动.本文基于"功能-行为-结构"(FBS)设计模型,在产品设计阶段进行功能和结构上的"主动变更",探讨适用于可变功能机械的"变更设计方法".根据产品的功能与结构特性及其相互关系建立功能逻辑图和结构关系图,用以描述变更前后产品功能和结构的变化以及变更传播影响;提出变更设计的3种规范,并基于此进行面向结构的变更操作;将变更设计分为4个阶段,并据此提出变更设计流程.最后开展可变功能机械变更设计的软件系统实现方法研究,并以电动剃须刀的变更设计为例,验证所提出方法的有效性和可行性.

基于功能聚类映射的应急救援器材箱模块化设计方法

在设计满足用户某种特殊需求的新产品时,通过将该设计问题抽象化或使用黑箱法,可得到产品系统所要实现的总功能.将复杂的总功能分解成易于实现的简单功能元,利用功能分析、相关性聚类及功能-结构映射理论,实现功能模块的划分以及结构模块的创建.结合广义模块的概念,对所设计产品进行产品族规划并创建模块库.以应急救援器材箱为实例,验证所建立的基于功能聚类映射的产品模块化设计的可行性.

基于功能——结构的包装机设计知识建模研究

如今,物品的形状外观各异,需要使用的包装也需要进行相应的改变,这也就对进行包装的机械提出更高的设计要求。根据市场的调研,分析用户对包装机产品的需求,然后将得到的需求分析转化为包装机产品的设计问题,最后将设计问题转化为功能描述,进行功能分析,进而完成包装机设计知识的功能—结构映射模型,辅助包装机的创新设计。

基于功能—结构的产品设计知识表示建模研究

功能设计是产品设计的重要阶段。产品的设计过程本质上是由功能驱动的设计过程,即是面向功能的设计,将从功能与结构的对应关系出发,对产品的设计过程进行模型的建立。找出产品设计过程中的功能—结构映射模型即功能域与结构域的相互关联,通过深入研究两种域包含的相互关系,从而确定它们两者的映射集,对后续的产品设计具有重要的指导意义。

基于功能——结构的复杂机电产品设计知识建模研究

随着信息知识社会的到来,创新一直是推动社会和经济发展的不竭动力。复杂机电产品创新是一个以知识为基础的创造过程,因此,知识获取作为整个创新过程的前提和基础,是影响复杂机电产品创新的关键因素和瓶颈。根据复杂机电产品设计的特点和概念设计过程分析,提出了复杂机电产品设计知识的功能—结构映射模型,从而完成了基于功能—结构的复杂机电产品设计知识建模,辅助复杂机电产品的创新设计。

基于FS映射求解和DSM信息过滤的计算机辅助概念设计研究

为解决计算机辅助概念设计系统方案生成中经常出现的产品结构匹配性不能满足要求,从而需对设计方案进行人工筛选的问题,因此根据概念设计中功能-结构映射(Function-Structure Mapping)信息和设计结构矩阵(Design Structure Matrix)的内部结构联系,提出一种适合计算机辅助概念设计的问题解决方法.该方法以DSM表达和存储产品的结构匹配设计知识,然后基于FBS(Function-Behavior-Structure)设计过程模型开展概念设计,通过构建功能链以及提取设计中的FS映射信息获得结构链,再利用DSM设计知识对所获得的结构链进行结构匹配性评判,从而实现对计算机辅助概念设计方案的获取与筛选.基于该方法搭建了计算机辅助概念设计软件平台,并结合具体实例验证了所提出方法的有效性与软件系统的实用性.

面向低碳设计的产品多层次碳足迹分析方法

为支持产品低碳设计,提出产品多层次碳足迹分析方法,构建了产品多层次碳足迹分析模型。通过分析产品碳足迹影响因素,提出了产品碳足迹静态分析方法;考虑影响碳足迹的不确定因素,构建了产品碳足迹不确定性分析模型。基于功能结构映射,进行产品碳足迹的结构单元量化与分配。将多层次碳足迹分析方法与敏感性分析相结合,探讨了其在低碳设计改进中的应用。以洗碗机为例,验证了所提方法的可行性和有效性。

计算机辅助产品方案设计方法研究

方案设计一直是传统 CAD系统的薄弱环节。通过对产品方案设计过程的研究 ,建立了产品的功能结构树和功能关系模型 ,通过引入“虚拟组件”的概念 ,采用功能结构与或图实现了产品功能到结构的映射。并利用基于实例的推理 ( CBR)技术 ,建立了基于实例的功能 -结构整体映射方法 ,以加快结构方案设计进程。

基于参数化的机床产品快速变型设计

在产品的概念设计过程中,融入参数化技术,实现大规模定制化产品的快速设计。针对机床产品,以UG为软件平台,结合VC++和SQLServer数据库开发机床产品参数化变型系统,并讨论从功能需求到结构参数模型的映射过程、主要结构特征尺寸参数化等关键技术,通过参数化实现产品级的机床快速变型设计。

需求驱动的大型集装箱起重机产品绿色配置设计模型

为实现大型集装箱起重机产品的绿色配置设计,针对客户需求,设计产品功能结构映射关系;在考虑产品性能特性、功能特性、结构特性、经济特性、绿色特性的基础上,进行需求分析与反求工程设计,给出需求驱动的绿色产品配置设计流程图.借鉴生物基因工程的原理与方法,设计基于实例模板的产品虚拟染色体的数据结构.针对集装箱起重机绿色设计的特点,基于实例模板与客户需求的局部相似度、局部绿色特性满足度、子零部件间的可装配度,构建多目标带约束0-1规划数学模型,并进行算例验证.结果表明,该模型可有效支持大型集装箱起重机产品的绿色配置设计优化和开发.

分解与重构原理在组合夹具CAD中的应用

以分解重构原理和功构映射关系为基础,将分解与重构原理应用于组合夹具结构自动化设计上时分析了实现机制以及组合夹具中的功构映射关系.

一种基于集成模式的六西格玛设计方法

分析了六西格玛设计(DFSS)的研究及应用概况,指出了DFSS在新产品设计中缺乏实现方法和工具的问题。在介绍了质量功能展开(QFD)、功能-行为-结构(FBS)映射和定制试验设计(CDOE)后,提出基于三者集成模式(QFC)的DFSS方法体系,并分析和介绍了该方法在新产品设计中的流程及重点。最后,以一个新产品设计实例验证了这一方法的可行性。

基于配置模型及装配序列的家具定制优化设计

为使家具企业以大规模生产的较低成本,给客户提供满足个性化定制需求的产品,根据大规模定制和公理化设计理论,建立基于产品功能—结构映射的配置模型,将客户的定制需求分解并转化为结构树中的对应模块;再通过零部件集合的装配关系图和装配关系矩阵,生成可以指导生产的零部件优化装配序列。根据序列组合零部件完成产品设计,实现了基于定制的家具产品的优化设计,使家具企业生产效率大幅度提高。

异质复杂产品的结构约简研究

为提高异质复杂产品零部件共享率,提出一种异质结构约简方法。首先获取系列产品的功能需求,构建功能-结构映射矩阵,识别相同功能的功能部件;对同功能部件进行结构相似度判别,确定结构相似度较低的异质结构。然后基于信息公理对异质结构进行约简,在满足一定的顾客满意度前提下,选取信息量最小的结构方案替代其它同功能其它结构,提高系列产品零部件的共享率。最后以履带起重机为实例,验证提出方法的有效性。