基于生物流的機電產(chǎn)品概念設(shè)計自動化.pdf

1、機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展已使機電一體化產(chǎn)品的個性化、柔性化、智能化成為機械產(chǎn)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(chǎn)品將使企業(yè)失去市場競爭力。只有通過產(chǎn)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(chǎn)品設(shè)計的概念設(shè)計階段更加注重設(shè)計的整體性、創(chuàng)造性，在概念設(shè)計階段進行的設(shè)計方案的創(chuàng)新具有較高的創(chuàng)新層次。概念設(shè)計自動化技術(shù)是實現(xiàn)機電產(chǎn)品快速創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)。原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的快速實現(xiàn)與有機銜接技術(shù)是概念設(shè)計自

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

3、下： 在設(shè)計理論的研究方面，本文以功能表面分解重構(gòu)理論及廣義定位原理作為理論基礎(chǔ)，在LORD原理、生物流理論和能量鏈原理的基礎(chǔ)上，針對機電一體化產(chǎn)品，特別是機電控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了“信息轉(zhuǎn)換原理”及“基于生物流的機電產(chǎn)品設(shè)計自動化理論”，為機電產(chǎn)品原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計過程提供了理論基礎(chǔ)。 在概念產(chǎn)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(zhì)單元具有功能與結(jié)構(gòu)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(chǎn)品信息建模技術(shù)的實現(xiàn)，從能量和信息轉(zhuǎn)換的角度劃分定義功能表面類型，并給出了相應(yīng)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(zhuǎn)換的具體功能模式及容器模式。結(jié)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(shè)計自動化流程，使產(chǎn)品原理方案的創(chuàng)新設(shè)計與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計集成到統(tǒng)一的設(shè)計過程中。 最后，介紹了產(chǎn)品設(shè)計軟件DARFAD和pre-D系統(tǒng)，并在pre-D系統(tǒng)中以水位控