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机械产品概念设计过程模型建模及其应用研究

吴小娟  
【摘要】: 产品设计过程一般分为需求分析、概念设计、详细设计等阶段。概念设计作为产品设计中最体现人类智能,决定最终方案优劣的阶段,被认为是产品设计中最为关键的技术。随着世界经济的迅速发展,怎样最大限度地提高产品质量,缩短产品开发周期成为企业生存和发展的关键。这就要求产品生命周期中的各种活动所涉及的产品信息应进行统一的描述和表达,建立完整的精确的高度一致的产品模型,以实现产品各种信息的共享。因此开展产品模型研究具有重要的意义。 特征是产品设计周期内信息完整描述的载体,是一种信息表示方法。本文将设计特征引入到概念设计阶段,建立了基于设计特征的概念设计过程模型,在产品设计阶段的早期为方案生成提出了一种有效的解决方法,以此支持计算机辅助概念设计。 设计特征是本文研究的基础,其内容涵盖设计过程各个阶段所需信息,由此建立的设计特征信息模型可以支持概念设计阶段的信息表达和推理。因此对于设计特征的一般性定义及其内容分类进行阐述是必要和必须的。本文从产品设计的整个过程入手,给出了基于设计特征的产品信息模型,并对此信息模型的各个方面进行了深入的分析。 以设计特征信息模型为基础,文章研究了一种基于约束驱动,结合约束网络图和人机合作的初步设计布局求解方法。作为研究的重点,分析了布局约束的深刻内涵,并依据约束在布局设计中的作用将其进行分类。根据本文所述的方法,用VC++开发了一个原型系统,在两个具体实例中,通过特征模型的建立和布局推理,得到了初步布局方案图。实例验证了本文所阐述的基于特征的方法是可行的。


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