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汕头大学
硕士学位论文
机械产品概念设计的方案生成过程模型与决策
姓名:洪波
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:顾佩华;谷德权
20090501
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汕头大学硕士学位论文摘要
摘要1
概念设计对产品竞争力有着重要影响。虽然许多设计方法已经应用于概念设计中, 但
是概念设计仍然面临着挑战:现有概念设计模型没有描述方案生成过程。方案生成是设计
师发挥创造性的关键环节,描述该过程有利于了解设计师如何构思方案,有利于设计知识
的获取和传播,有利于计算机辅助设计。本文以公理化设计的Z 字型映射过程(Zigzagging)
为研究对象,系统探讨了方案生成过程以及决策方法,主要研究成果包括:
1. 提出了方案生成过程模型
分析了方案生成过程,总结了方案生成的三个阶段的特征,结合图论思想提出了基于
有向图的方案生成过程模型。通过该模型,方案生成过程和设计知识得到了一定程度的展
示。
2. 提出了图型层次结构
提出了图型层次结构,使方案生成过程模型用于 Z 字型映射过程中。该结构清楚地表
达了 FRs 的层次关系、DPs 的层次关系、备选 DPs、FRs 到 DPs 的映射过程、最佳方案。
3. 提出了基于方案生成过程模型的决策方法
在方案生成过程模型的基础上,结合图论和层次分析法,提出了方案优选方法。该方
法有如下优点:自动化程度高、只需输入定性判断、能够解决方案的组合爆炸问题。
4. 实现了“图型层次建模系统”的原型系统
利用元模型建模技术,在 GME 平台上实现了原型系统。该系统使用简单,为概念设计
过程提供了一个简易的建模工具。
5. 检品机实验平台和夹紧装置的概念设计
将本文的理论和工具应用在检品机实验平台和夹紧装置的概念设计上,从而证明了本
文理论和工具的有效性。
关键词:概念设计,方案生成过程,决策,有向图
本论文工作得到了广东省自然科学基金资助团队项目(8351503101000001) 、广东省科
技计划项目(2006B80403001 , 2008A080401002) 、广东高校产学研结合示范基地及产业化项
目(cgzhzd0717)以及;国家 863 项目(2006AA04Z107) 的大力支持,同时也得到了广东省公
共科技创新平台-汕头轻工装备研究院以及广东省教育厅批准的广东高校产学研结合示范
基地-汕头大学轻工装备基地的大力支持,在此表示衷心的感谢。
I
The key words:
Conceptual design has profound influence on product’petitive power. Design
methods have been used in conceptual design phase. However, conceptual design is still
facing challenges. The conceptual design models in existence are lack of describing schemes
generating process. Schemes generating process is an important phase for designer to use
his creativity. Describing schemes generating process is better for understanding the
designer’s intent, spreading design knowledge puter aid design. Studying on the
in axiomatic design, this paper focuses on schemes generating process
modeling and decision-making. The contributions are as follows:
(1) On the aspect of decision-making in engineering, this paper presents a schemes
generating process model based on graph theory.
(2) In order to use this schemes generating process model in , this paper
presents a graphic hierarchy m