了得網工業技術_功能建模驅動的產品設計方案求解方法

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產品設計,設計方案,研究

內容簡介

《功能建模驅動的產品設計方案求解方法》繫統、詳細地介紹了產品概念設計階段的功能建模及其驅動的幾種產品設計方案求解方法。《功能建模驅動的產品設計方案求解方法》共8章，主要內容包括：產品的功能分析與功能建模，基於功能模型的產品設計方案求解過程，產品需求設計和方案求解協同演化方法，功能本體驅動的產品結構一功能映射，基於功能本體的產品消化吸收再創新設計方法，面向單功能鏈的產品設計方案求解方法，功能鏈聚合的設計方案求解方法，基於功能鏈的方案求解繫統開發及實例應用。《功能建模驅動的產品設計方案求解方法》既有理論知識，也有案例介紹，能幫助讀者理解、掌握和運用《功能建模驅動的產品設計方案求解方法》所提出的方法，擴大讀者在計算機輔助產品概念設計領域的知識面。

目錄
前言
第1章產晶的功能分析與功能量模 1
1.1 引言 1
1.2 產品功能的定義 1
1.2.1 功能與總功能 1
1.2.2 產品功能定義的目的 2
1.2.3 產品功能定義的原則 3
1.2.4 產品功能的角色 4
1.3 產品功能分解 4
1.3.1 黑箱法 4
1.3.2 功能分解方法 5
1.3功能 6
1功能的表述語言——功能本體 7
1.4.1 本體理論概述 8
1.4.2 功能本體及功能語義表述 10
1.4.3 功能本體的體繫結構 12
1.4.4 功能本體詞彙 14
1.5 功能鏈 18
1.5.1 功能鏈的定義、結構類型及功能鏈聚合 18
1.5.2 功能模型的構建 19
1.5.3 主功能鏈的定義及獲取方法 20
1.5.4 功能模型分解為功能鏈 21
1.6 功能鏈的矩陣式表達 23
1.6.1 件等相關矩陣的定義 23
1.6.2 功能鏈的矩陣式表達 25
1.7 實例分析 26
1.7.1 豆漿機的功能分析及主功能鏈的矩陣式表達 26
1.7.2 攪拌機的功能分析及主功能鏈的矩陣式表達 28
1.7.3 手持式吹吸機的功能分析及主功能鏈的矩陣式表達 28
1.8 本章小結 31
參考文獻 31
第2章基於功能模型的產晶設計方案求解過程 33
2.1 引言 33
2.2 產品概念設計 33
2.2.1 產晶概念設計基本特征 33
2.2.2 產品概念設計的過程模型 35
2.3 產品需求設計 37
2.3.1 需求的定義 37
2.3.2 需求的描述 38
2.4 產品需求設計過程 40
2.4.1 產品需求設計的過程模型 40
2.4.2 需求信息的獲取 40
2.4.3 需求分類 42
2.4.4 需求評估 43
2.5 產品功能設計 43
2.6 產品功能實現原理設計 44
2.6.1 產品原理設計的目標 44
2.6.2 產品原理設計的基本方法 44
2.7 產品概念方案設計 45
2.7.1 產品概念方案設計任務 45
2.7.2 產品功能載體——產品結構 45
2.7.3 功能結構映射 45
2.8 本章小結 46
參考文獻 47
第3章產品需求設計和方案求解協同演化方法 48
3.1 引育 48
3.2 產品需求設計和方案求解的協同演化模式 48
3.2.1 產品設計的一般模式 48
3.2.2 產品的往復設計 49
3.2.3 產品需求設計和方案求解的協同演化模式 49
3.3 產品需求設計和方案求解協同演化基本過程的形式化描述 50
3.3.1 產品需求設計和方案求解協同演化基本過程 50
3.3.2 產品需求設計的形式化表達 51
3.3.3 產品功能設計的形式化表達 53
3.3.4 產品功能實現原理的形式化表達 55
3.3.5 產品結構方案設計的形式化表達 55
3.3.6 產晶結構方案的評估 57
3.4 產品需求設計和方案求解協同演化方法分析 57
3.4.1 產品需求設計和方案求解協同演化方法的推理過程 57
3.4.2 產晶需求設計和方案求解協同演化方法的求解模型 58
3.5 產品需求設計與方案求解協同演化機理的說明 59
3.5.1 產品需求設計與方案求解協同演化的邏輯過程 59
3.5.2 產品需求設計與方案求解逐層協同演化模型 60
3.6 基於需求設計和方案求解協同演化的實例研究 61
3.6.1 自動化無軌電動伸縮門的需求設計 62
3.6.2 軌電動伸縮門的方案求解 62
3.6.3 自動化無軌電動伸縮門的需求設計和方案求解協同演化過程 65
3.6.4 需求設計與方案求解協同演化矗統的設計及應用 69
3.7 本章小結 77
參考文獻 77
第4章功能本體驅動的產晶結構-功能映射 79
4.1 引言 79
4.2 基於功能本體的產品知識表述模型 80
4.3 本體驅動的結構一功能映射 81
4.3.1 結構到功能映射框架 81
4.3.2 結構到功能映射方法及步驟 82
4.4 功能體辨識與匹配 82
4.4.1 功能體辨識過程 82
4.4.2 BS(行為-結構)映射 83
4.4.3 BF(行為-功能)映射 83
4.4.4 BSBF(行為-結構及行為-功能)混合映射 84
4.5 宏功能分析與辨識 85
4.5.1 宏功能概念 85
4.5.2 宏功能類別 85
4.5.3 宏功能辨識過程研究 86
4.6 功能合並與邏輯推理 88
4.6.1 功能舍並與邏輯框架 88
4.6.2 功能組合啟發式邏輯推理規則 89
4.6.3 宏功能分析實現功能合並 90
4.6.4 功能實現方法分析實現功能合並 91
4.7 本章小結 92
參考文獻 92
第5章基於功能本體的產晶消化吸收再創新設計方法 94
5.1 引育 94
5.2 基於功能本體的再創新設計框架 94
5.3 基於功能分析的創新設計方法概述 95
5.4 基於功能分析的創新設計方法流程 96
5.5 基於同義與反義功能語義分析方法 98
5.5.1 功能同義與反義語義分析方法 98
5.5.2 功能泛化與具體化 99
5.5.3 基於泛化與具體化的功能變更 101
5.6 功能變更效果評估 102
5.6.1 工程變更定義及原因 102
5.6.2 變更傳播影響分析 103
5.6.3 價值分析 104
5.7 功能實現方法研究 104
5.7.1 機械分類及其組成 105
5.7.2 機械運動繫統功能分析 105
5.7.3 機械運動繫統結構分析 107
5.8 實例研究 108
5.8.1 設計問題描述 108
5.8.2 產品功能分析 109
5.8.3 功能變更與產品再創新設計 111
5.9 基於功能本體的產品再創新設計繫統開發及應用 113
5.9.1 繫統功能模塊分析 113
5.9.2 繫統結構設計 114
5.9.3 繫統開發平臺及編程語言 115
5.9.4 數據庫設計 115
5.9.5 基於功能本體再創新設計繫統實例 118
5.10 本章小結 126
參考文獻 127
第6章面向單功能鏈的產晶設計方案求解方法 128
6.1 引言 128
6.2 形態學矩陣法求解功能鏈的設計方案 128
6.3 功能鏈設計方案的矩陣式求解方法 130
6.3.1 構建功能關聯矩陣 130
6.3.2 構件矩陣 130
6.3.3 求解滿足功能需求的設計方案 131
6.3.4 構建設計結構矩陣 133
6.3.5 求解滿足功能和結構要求的設計方案 133
6.4 實例分析=移載平臺傳動機構設計方案的求解 135
6.4.1 移載平臺傳動機構功能鏈的設計方案求解 135
6.4.2 傳動機構設計方案的選擇 139
6.5 蟻群算法及相似性理論 141
6.5.1 蟻群算法原理 141
6.5.2 蟻群算法在組合優化問題上的應用 142
6.5.3 相似性理論與廣義距離 143
6.5.4 相似度矩陣 144
6.6 基於蟻群算法的單功能鏈設計方案優化方法 146
6.6.1 功能鏈設計方案評價模型 146
6.6.2 基於蟻群算法的功能鏈設計方案優化模型 147
6.6.3 信息素矩陣和概率矩陣 150
6.6.4 基於矩陣算式和蟻群算法的功能鏈設計方案優化步驟 151
6.7 實例分析s 三坐標送料機設計方案的優化 154
6.7.1 功能建模和主功能鏈求解 154
6.7.2 搜索原理解和構造形態學矩陣 155
6.7.3 計算廣義距離 155
6.7.4 確定評價權重和計算評價得分158
6.7.5 求解**方案 159
6.8 本章小結 161
參考文獻 161
第7章功能鏈聚合的設計方案求解方法 163
7.1 引言 163
7功能相似性分析 164
7.2功能分類 164
7.2.2 功能鏈分解 165
7.2.3功能相似值 165
7.2.4 構建功能相似矩陣 166
7.2.5 功能相似總矩陣的計算與簡化 167
7件的關聯性分析 168
7.3.1 構件矩陣 168
7.3件關聯矩陣的計算與分析 169
7.4 實例分析：剃須刀和吸塵器的主功能鏈聚合的設計方案求解 170
7.4.1 功能模型分析 171
7.4.2 功能相似性分析 172
7.4件關聯性分析 175
7.4.4 設計方案的聚合 176
7.5 本章小結 179
參考文獻 179
第8章基於功能鏈的方案求解繫統開發及實例應用 181
8.1 引言 181
8.2 原型繫統簡介 181
8.2.1 基於功能鏈的產品設計方案求解流程 181
8.2.2 繫統總體結構 182
8.2.3 繫統開發工具 183
8.3 數據庫的構建 184
8.3.1 產品設計知識庫的構建 184
8.3.2 矩陣信息數據庫的構建 190
8.4 原型繫統功能模塊 193
8.4.1 功能分析模塊 194
8.4.2 單功能鏈設計方案求解模塊 194
8.4.3 功能鏈設計方案聚合模塊 197
8.5 實例應用 197
8.5.1 移載平臺傳動機構的方案設計 197
8.5.2 三坐標送料機的方案設計 203
8.6 本章小結 211
參考文獻 211

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