基于生物流的機電產品概念設計自動化.pdf

1、機電一體化技術的迅速發(fā)展已使機電一體化產品的個性化、柔性化、智能化成為機械產品的重要發(fā)展方向。面對世界市場日益激烈的競爭，單純靠模仿國外產品將使企業(yè)失去市場競爭力。只有通過產品創(chuàng)新，才能從根本上解決企業(yè)的生存和發(fā)展問題。產品設計的概念設計階段更加注重設計的整體性、創(chuàng)造性，在概念設計階段進行的設計方案的創(chuàng)新具有較高的創(chuàng)新層次。概念設計自動化技術是實現機電產品快速創(chuàng)新設計的基礎。原理方案創(chuàng)新與結構創(chuàng)新設計的快速實現與有機銜接技術是概念設計自

2、動化的關鍵。本文以生物流理論與功能表面分解重構理論為基礎，深入研究了支持產品快速創(chuàng)新的概念設計產品信息建模技術，“功能-結構”自動映射技術等。 本文對目前的產品概念設計及機電系統(tǒng)的概念設計方法做了總結，指出了機電系統(tǒng)概念設計中的關鍵問題、深入研究概念設計的內在規(guī)律、實現概念創(chuàng)新過程集成化和自動化的概念設計研究目標，并把產品原理方案創(chuàng)新和結構創(chuàng)新的快速設計及其有機銜接作為實現產品快速創(chuàng)新設計的關鍵技術加以研究。本文的主要研究內容如

3、下： 在設計理論的研究方面，本文以功能表面分解重構理論及廣義定位原理作為理論基礎，在LORD原理、生物流理論和能量鏈原理的基礎上，針對機電一體化產品，特別是機電控制系統(tǒng)的設計提出了“信息轉換原理”及“基于生物流的機電產品設計自動化理論”，為機電產品原理方案創(chuàng)新與結構創(chuàng)新設計過程提供了理論基礎。 在概念產品信息建模方面，提出了信息傳輸表面的概念，其作為一種綜合的物質單元具有功能與結構的二元屬性，支持功能的明確定義與幾何信息

4、的表達。針對概念產品信息建模技術的實現，從能量和信息轉換的角度劃分定義功能表面類型，并給出了相應的編碼規(guī)則。 為了支持概念方案的快速表達，提出了功能模式的概念，定義了用于能量和信息轉換的具體功能模式及容器模式。結合上述理論研究，建立了概念零件表達的編碼規(guī)則及概念設計自動化流程，使產品原理方案的創(chuàng)新設計與結構創(chuàng)新設計集成到統(tǒng)一的設計過程中。 最后，介紹了產品設計軟件DARFAD和pre-D系統(tǒng)，并在pre-D系統(tǒng)中以水位控