【摘要】： 產(chǎn)品的創(chuàng)新是企業(yè)創(chuàng)新的基本任務(wù),產(chǎn)品的概念設(shè)計則體現(xiàn)了產(chǎn)品創(chuàng)新的最重要最大的價值部分。而在產(chǎn)品設(shè)計過程中,創(chuàng)新性表現(xiàn)最為集中和突出的階段是產(chǎn)品的概念設(shè)計階段。很重要一點,功能作為概念設(shè)計的關(guān)鍵,貫穿于整個概念設(shè)計過程的始終。 概念設(shè)計過程的實質(zhì)就是一個產(chǎn)品的功能定義、功能分解、功能組合、功能結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)并進行方案優(yōu)化的過程。產(chǎn)品的功能設(shè)計是概念設(shè)計中極為重要的一環(huán),是對產(chǎn)品的功能行為進行描述和表達,在產(chǎn)品設(shè)計和分析中具有重要的作用。在功能和結(jié)構(gòu)之間通過行為約束建立映射關(guān)系,對概念設(shè)計中的功能結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)具有重要的意義,是對功能需求的行為解實現(xiàn)過程的詳盡描述。 論文首先對概念設(shè)計的概念、內(nèi)容、特點以及功能建模等相關(guān)理論進行探討研究,首先就FBS的兩種解釋,選擇了大多數(shù)人常用的功能行為結(jié)構(gòu)的方法作為建立映射模型的基礎(chǔ),著重在分析其中功能和行為分解的基礎(chǔ)上,在對應(yīng)的映射約束下,完成了從功能到結(jié)構(gòu)的算法研究。在此基礎(chǔ)上著重分析功能—行為—結(jié)構(gòu)這一設(shè)計求解的映射過程,提出了通用的機電產(chǎn)品概念設(shè)計階段的設(shè)計過程模型。 論文闡述了機電產(chǎn)品的概念設(shè)計階段機構(gòu)的功能表示方法、運動規(guī)律及原理設(shè)計等問題,并且以描述輸入運動輸出運動的轉(zhuǎn)換作為機構(gòu)概念設(shè)計階段機構(gòu)功能的主要表示方法,結(jié)合之前提出的通用的概念設(shè)計過程模型,給出了機構(gòu)概念設(shè)計階段的設(shè)計過程。 其次,對運動轉(zhuǎn)換功能元知識、運動功能映射知識和機構(gòu)知識進行了描述和編碼。在此基礎(chǔ)上,建立了產(chǎn)品總功能模型庫、功能元知識庫、功能映射知識庫和機構(gòu)知識庫框架模型,并對各個已經(jīng)建立的部分知識庫進行相應(yīng)的管理研究。然后設(shè)計了機電產(chǎn)品概念設(shè)計系統(tǒng)的一種可行的評價模塊。最后,以潛行式市政管道疏通器的概念設(shè)計為例來說明所開發(fā)的機電產(chǎn)品概念設(shè)計系統(tǒng)的使用。研究工作對實現(xiàn)機電產(chǎn)品概念設(shè)計的自動化和智能化,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高設(shè)計效率和質(zhì)量,具有重要的理論意義和實用價值。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH122
【圖文】：

圖2.3功能黑箱(4)輸入輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換法。根據(jù)輸入和輸出之間產(chǎn)品的狀態(tài)和狀態(tài)改變來描述功能的一種方法。例一機構(gòu)的功能描述為:將直線運動的輸入轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動的輸出狀態(tài)，就類表示方法。產(chǎn)品的功能總是與一定狀態(tài)相應(yīng)的狀態(tài)改變有關(guān)，通過狀態(tài)法，可以更精確地對功能建模。例如:在研究機械手的功能時，可立即獲放和抓取的狀態(tài)。從釋放狀態(tài)到抓取狀態(tài)的改變是“抓取”，相反的狀態(tài)改“釋放”。(5)由符號功能模型組成的形式語言。產(chǎn)品功能被分解成關(guān)聯(lián)關(guān)系，該關(guān)系可以和標準零部件的功能實現(xiàn)映射，是應(yīng)用范圍有限，目前僅能處理標準機械零部件。其中第一種動名詞結(jié)構(gòu)方法使用比較普遍，因為它較符合人們的思維習慣，可表示沒有輸入輸出的情況。但是從計算機輔助設(shè)計過程的角度來看，這

要求的設(shè)計特征時，則該單元停止分解。通過功能分解建立功能模型有助于獲得對產(chǎn)品的更好的理解。將分功能有意義地、相容地聯(lián)結(jié)成為總功能，就引出了所謂的功能結(jié)構(gòu)，如圖2一4所示�！�..賈‘:.......圖2一4功能結(jié)構(gòu)圖功能結(jié)構(gòu)的建立是概念設(shè)計的初級階段，從設(shè)計問題的提出到功能結(jié)構(gòu)的建立是設(shè)計者的思維由發(fā)散趨向于收斂、由理性化變?yōu)楦行曰倪^程。它是在設(shè)計空間內(nèi)對不完全確定設(shè)計問題或相當模糊設(shè)計要求的一種較為簡潔和明確的表示，它以圖框形式簡單地表示系統(tǒng)間輸入與輸出量的相互關(guān)系，是概念設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。另外，為實現(xiàn)某個系統(tǒng)的功能，其子系統(tǒng)的功能要相互協(xié)調(diào)才能產(chǎn)生期望的總系統(tǒng)行為，因此子功能之間不僅有著層次關(guān)系，還存在著時序關(guān)系、因果關(guān)系、與關(guān)系、輸入輸出匹配等邏輯關(guān)系。為了表達子功能之間的邏輯關(guān)系，最簡單的方法是采用標示的方法書寫或者利用約定的圖示方法在圖中標示出來。子功能之間的這些邏輯關(guān)系可以綜合為三種基本的結(jié)構(gòu)形式[24]:(l)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即順序結(jié)構(gòu)，反映了子功能之間的時序關(guān)系或者因果關(guān)系之類的順序關(guān)系。如圖2一5所示。Fl、FZ、F3為子功能(或者是一組子功能)，完

輸輸入輸出 出位位置要求 求圖4一2功能元屬性運動功能元的輸出運動屬性包括輸入運動類型、輸入運動速率特征、輸入運動連續(xù)性和往復(fù)性。具體屬性和輸入運動行為屬性是一樣的。(3)功能元的輸入輸出位置關(guān)系屬性運動功能元的輸入輸出位置關(guān)系屬性包括輸入輸出運動方向和相應(yīng)的方向正負的選擇。①輸入輸出運動方向定為X、Y和Z向三個軸向。②輸入輸出方向的選擇分為正負兩個。4.3知識庫的構(gòu)建與管理4.3.1產(chǎn)品總功能模型庫(l)產(chǎn)品功能模型庫的構(gòu)建產(chǎn)品的總功能是指待設(shè)計產(chǎn)品或系統(tǒng)總的輸入輸出關(guān)系。輸入輸出由能量流、物料流、信號流組成。表的構(gòu)建如圖4一3所示。其中:P一ame:產(chǎn)品名稱P一Functinn:產(chǎn)品總功能名稱In一Power:輸入能量名圖4一3產(chǎn)品功能模型表

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 張占信;面向夾具設(shè)計過程的知識建模方法與應(yīng)用[D];上海交通大學;2011年

本文編號：2759302