功能特征驅(qū)動的機械產(chǎn)品概念設計研究.pdf

1、產(chǎn)品設計的根本目的就是要創(chuàng)新產(chǎn)品，以滿足客戶需求和占領更大的國內(nèi)外市場。產(chǎn)品的功能是客戶對產(chǎn)品的最本質(zhì)要求，更是決定客戶購買產(chǎn)品的關鍵因素之一。因此研究和實現(xiàn)產(chǎn)品功能是產(chǎn)品概念設計的核心問題，對提高產(chǎn)品設計的創(chuàng)新性及高效性，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低成本和增強市場競爭力，具有非常重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　 本文在借鑒國內(nèi)外相關研究成果的基礎上，以機械產(chǎn)品的功能特征和機械產(chǎn)品概念設計方法為重點研究對象，將新型計算智能方法與創(chuàng)新設

2、計理論引入其中，探討機械產(chǎn)品的功能特征與機械產(chǎn)品概念設計之間的關系，為機械產(chǎn)品概念設計提供一種新的研究途徑。
　　 首先，詳細分析了功能在產(chǎn)品設計過程中的重要作用，產(chǎn)品設計由功能引導，研究功能特征驅(qū)動、制約和構成產(chǎn)品概念設計過程，闡述了功能特征驅(qū)動的機械產(chǎn)品概念設計原理；由此建立起一種具有迭代特性的機械產(chǎn)品概念設計模型，并對其進行了形式化描述，并研究機械產(chǎn)品的功能、行為、機構和結(jié)構之間的關系、機構建庫與功能推理方法和機制，采用重

3、新定義設計問題和部分概念解的迭代設計方法，尋找滿足產(chǎn)品功能需求問題的最佳解。
　　 然后，根據(jù)組成機械產(chǎn)品的機構，其輸入和輸出的基本運動功能特征具有確定性和可推理性等特性，研究其形式化描述方法，提出了一種基于枚舉和功能推理的機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)概念設計自動化方法。該方法采用分類方法來定性地描述機構及機械系統(tǒng)的基本運動功能特征，采用數(shù)據(jù)庫技術和代碼符號，由枚舉算法計算出每個機構的可連接的接口條件，通過功能推理和枚舉運算來自動生成眾多的

4、滿足機械傳動系統(tǒng)設計要求的機構組合方案。
　　 隨后，針對機械產(chǎn)品的功能本身具有復雜性、層次性和多樣性等特點，從而有利于拓展機械產(chǎn)品的概念解，于是根據(jù)這個思路，提出一種基于變功能參數(shù)的機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計方法。在對機械系統(tǒng)組成進行分析的基礎上，建立了功能特征擴展和功能參數(shù)知識庫模型，運用變功能參數(shù)操作，實現(xiàn)了產(chǎn)品功能的組合、變異和擴展，并使得產(chǎn)品結(jié)構相應的發(fā)生改變和重構，從而達到產(chǎn)品創(chuàng)新設計的目的。
　　 此外，本文還對功能

5、特征驅(qū)動的機械產(chǎn)品造型設計方法進行了研究?；诋a(chǎn)品的結(jié)構和外形服務于功能，以及功能決定產(chǎn)品結(jié)構和外形的指導思想，將產(chǎn)品外形造型設計看成功能特征到外形的映射，然后利用功能特征分類、提取、參數(shù)化和形式化描述，建立了產(chǎn)品的功能特征和結(jié)構外形之間的關系模型，通過分析產(chǎn)品功能特征和外形之間的對應關系，建立了產(chǎn)品功能特征和外形共進化設計模型及其算法，經(jīng)過產(chǎn)品功能特征和外形的共進化過程，實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品造型創(chuàng)新設計，為產(chǎn)品外形造型設計提供了一種新思