發(fā)布時間：2020-06-06 23:00

【摘要】： 概念設(shè)計是設(shè)計的初期階段,同時又是設(shè)計中最重要且最具有創(chuàng)新意義的階段。據(jù)統(tǒng)計只占成本5%左右的概念設(shè)計階段決定了產(chǎn)品成本的85%,產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的70%以上。另一方面,隨著現(xiàn)代機械的發(fā)展,機構(gòu)不僅僅是具有確定運動的構(gòu)件系統(tǒng),且構(gòu)件也不再僅僅是剛性桿件,而是具有更廣泛意義上的廣義機構(gòu)。廣義機構(gòu)是實現(xiàn)可控制運動或不可控制運動的驅(qū)動元件和由剛性、非剛性構(gòu)件組成的運動鏈兩者的集成體。由于機電一體化產(chǎn)品的本質(zhì)最終是完成運動與執(zhí)行功能的機器,所以廣義執(zhí)行機構(gòu)是機電一體化產(chǎn)品的核心部分,對廣義執(zhí)行機構(gòu)概念設(shè)計理論及實現(xiàn)方法的研究具有十分重要的理論意義和潛在應(yīng)用價值。 產(chǎn)品功能貫穿設(shè)計過程的始終,任何階段的設(shè)計活動都應(yīng)該圍繞這個主題進行。本文從計算機輔助分析的角度,通過建立描述性的概念設(shè)計過程模型,旨在對其中若干關(guān)鍵內(nèi)容計算機輔助技術(shù)的研究,為廣義執(zhí)行機構(gòu)概念設(shè)計的實現(xiàn)提供計算機技術(shù)支持。根據(jù)以上研究思路,本論文主要進行了以下幾方面的研究: 1.研究了計算機輔助廣義執(zhí)行機構(gòu)的概念設(shè)計過程模型。采用分層細化的方法描述了不同階段設(shè)計人員的工作任務(wù),以及計算機輔助實現(xiàn)的技術(shù)支持,建立了計算機輔助廣義執(zhí)行機構(gòu)的概念設(shè)計過程模型。對該過程模型的特點、相關(guān)研究的方法以及有關(guān)的支撐技術(shù)進行了詳細闡述,為概念設(shè)計研究提供了設(shè)計方法和指導(dǎo)。 2.首次提出了一種用戶對產(chǎn)品功能需求的定性及定量分析方法。將產(chǎn)品功能需求分為基本功能、規(guī)范功能和興趣功能三類,在定性分析方面,運用模糊聚類分析方法對散亂的需求信息進行合并歸類;在定量分析方面,采用由AHP法、熵值法和均方差法組成的主客觀綜合賦權(quán)法分析不同功能需求指標重要度的權(quán)重,并利用回歸分析、灰理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的組合預(yù)測模型預(yù)測功能需求重要度的變化。以上提出的集成化方法為分析和預(yù)測產(chǎn)品功能需求重要度提供了決策手段與方法。 3.研究了計算機輔助功能表達方法。為了便于設(shè)計者在功能求解之前對功能表達信息進行交換,提出基于XML和RDF的廣義執(zhí)行機構(gòu)功能表達方法,該方法將功能信息分為數(shù)據(jù)和語義兩個部分,通過定義這兩部分模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),采用XML實現(xiàn)對產(chǎn)品功能的數(shù)據(jù)化表達,采用RDF實現(xiàn)對產(chǎn)品功能的語義化表達;并引入功能基來描述功能語義中的動詞和名詞。同時,采用Hirst-St-Oneg語義相似度計算方法,將其他功能分類方法中的詞語轉(zhuǎn)換為同義的功能基詞匯。 4.研究了廣義執(zhí)行機構(gòu)的知識庫建模方法。提出了基于知識庫的廣義執(zhí)行機構(gòu)功能求解框架,以分類和編碼方式對廣義執(zhí)行機構(gòu)對象進行了知識描述,在此基礎(chǔ)上,采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了功能元知識庫,功能映射知識庫和機構(gòu)知識庫的結(jié)構(gòu)模型,通過將復(fù)雜數(shù)據(jù)分解到幾個簡單的表中,并建立表與表之間的關(guān)系,以檢索另一個表中的關(guān)系記錄中的數(shù)據(jù)。最后,設(shè)計了推理機的混合推理流程,并對其進行了說明和討論。 5.創(chuàng)建了廣義執(zhí)行機構(gòu)對象的仿真模型庫。建立了基于Matlab軟件Simulink及SimMechanics工具箱的輔助廣義執(zhí)行機構(gòu)方案仿真分析驗證的仿真模型庫,該模型庫具有節(jié)省模型搭建時間、符合規(guī)范和容易識別的特點。與從底層的基本元件模塊建模相比,該模型庫的優(yōu)點在于采用了面向?qū)ο蟮膮��?shù)化封裝方法,提高了仿真模型的建模效率。 最后,在剖析現(xiàn)有概念設(shè)計軟件的基礎(chǔ)上,吸取了它們在知識庫檢索技術(shù)、用戶域到功能域的映射技術(shù)和知識分層存儲技術(shù)上的可取之處,確定了廣義執(zhí)行機構(gòu)概念設(shè)計方案生成的內(nèi)容,選擇和討論了各種軟件工具的適用性,給出了軟件模塊集成的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法,最終初步構(gòu)建了廣義執(zhí)行機構(gòu)功能設(shè)計軟件平臺FDPGEM。根據(jù)某新型援潛救生船的船載移動執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計要求,使用FDPGEM軟件平臺并對其進行了仿真分析,并提出了改進設(shè)計方案的策略。
【圖文】：

22圖2-2 廣義執(zhí)行機構(gòu)概念設(shè)計過程模型Figure 2-2 Processing model of conceptual design of generalized execution mechanism產(chǎn)品功能需求分析的結(jié)果是不同功能分類的需求項特征、重要度權(quán)值及其預(yù)測結(jié)果。它能夠容易地使設(shè)計者接受和加工這些信息，形成新的設(shè)計概念或補充、修正舊的概念。然而，在進行功能推理之前，還需要進行產(chǎn)品功能信息的描述，產(chǎn)品功能需求分析設(shè)計活動數(shù)據(jù)輸出設(shè)計流程環(huán)境支持用戶的功能需求產(chǎn)

方法可分為成本估算和功能評價兩個部分：在功能評價中，，利用評價值分配法確定各方案的功能系數(shù)，并使用改進的層次分析法來修正判斷矩陣。對于成本估算，可以從樣本分析和成本求解兩個部分來實現(xiàn)，圖2-3給出了研究方法的系統(tǒng)框架。1. 樣本分析：在確定設(shè)計對象成本屬性項的基礎(chǔ)上，首先采用多種隸屬度函相關(guān)博士學(xué)位論文 2011年 第02期 工程科技Ⅱ輯 C029-1-32
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH112;TP391.72

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3 徐立華;;分析小信號電子電路的新途徑[J];西南交通大學(xué)學(xué)報;1988年04期

4 童明O

本文編號：2700397