公理化设计理论及其应用研究

【摘要】：设计理论为设计活动提供理论依据,指导设计者进行设计,在产品开发中起着重要的作用。本论文的主要目的是研究公理化设计理论并将公理化设计理论应用于产品的并行设计中,以探求并行设计的理论基础。 本文对公理化设计理论进行了深入的分析和探讨,开展了基于公理化设计的并行设计的主要关键技术——设计模型、需求分析、质量功能配置、产品信息模型、评价决策以及软件系统的开发的研究,为计算机辅助产品设计做了有益的探索。具体内容有: 1、公理化设计是设计领域的通用性设计理论,它以四个域和两条设计公理抽象地概括设计领域的基本规律。详细分析了公理化设计域中元素的分解和相邻域间“之”字形映射变换的思维过程,阐述了利用独立性公理和信息公理判断设计方案优劣的方法,提出了公理化设计过程是分析活动与分解活动相互交织在一起从抽象到具体的设计过程,为产品设计者提供了一个可行的设计框架。 2、并行设计是在信息集成的基础上,集成地、并行地设计产品。将公理化设计理论应用于并行设计,建立了基于公理化设计理论的并行设计系统模型,指出了产品的并行设计过程就是相邻域之间的映射过程,并用设计方程和设计矩阵来描述产品并行设计,使得并行设计过程的描述有了理论基础。 3、产品需求建模是连接市场、用户和产品开发过程的桥梁。建立了基于公理化设计的产品需求分析过程模型,提出了在并行设计过程中,产品的用户不仅是产品的使用者,还包括制造、销售、安装和回收人员,在用户需求信息的获取、评价和描述几方面进行了深入的研究。 4、质量功能配置是一种用户驱动的产品开发方法,它可为产品的并行设计提供质量保证。深入分析了质量功能配置的配置过程和质量屋的结构,建立了公理化设计与质量功能配置集成系统模型,并详细阐述了集成系统的实施过程。 5、面向装配的产品信息模型是产品并行设计过程中数据管理的核心,是产品开发强有力的工具。建立了基于公理化设计的面向装配的产品信息模型,该模型表达了零部件之间的装配关系。通过零部件间的联接关系、运动关系和位置关系,解决了产品设计过程中零件之间的全相关性问题,为实现