产品是为实现功能而设计的，在产品设计过程中，概念设计非常重要，因为产品设计方案正是概念设计的结果。概念设计的创造性主要体现在功能分解、功能与结构匹配，以及基于功能分解的结构重组3个方面，其目的是为了进行设计方案的求解。正是基于上述目的，本书介绍了多种产品设计方案求解方法。
样章试读
目录
前言
第1章产品的功能分析与功能建模1
1.1引言1
1.2产品功能的定义1
1.2.1功能与总功能
1
1.2.2产品功能定义的目的
2
1.2.3产品功能定义的原则
3
1.2.4产品功能的角色
4
1.3产品功能分解4
1.3.1黑箱法
4
1.3.2功能分解方法
5
1.3.3元功能
6
1.4元功能的表述语言———功能本体7
1.4.1本体理论概述
8
1.4.2功能本体及功能语义表述
10
1.4.3功能本体的体系结构
12
1.4.4功能本体词汇
14
1.5功能链18
1.5.1功能链的定义?结构类型及功能链聚合
18
1.5.2功能模型的构建
19
1.5.3主功能链的定义及获取方法
20
1.5.4功能模型分解为功能链
21
1.6功能链的矩阵式表达23
1.6.1功能?元件等相关矩阵的定义
23
1.6.2功能链的矩阵式表达
25
1.7实例分析26
1.7.1豆浆机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
26
1.7.2搅拌机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
28
1.7.3手持式吹吸机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
28
1.8本章小结31
参考文献31
第2章基于功能模型的产品设计方案求解过程33
2.1引言33
2.2产品概念设计33
2.2.1产品概念设计基本特征
33
2.2.2产品概念设计的过程模型
35
2.3产品需求设计37
2.3.1需求的定义
37
2.3.2需求的描述
38
2.4产品需求设计过程40
2.4.1产品需求设计的过程模型
40
2.4.2需求信息的获取
40
2.4.3需求分类
42
2.4.4需求评估
43
2.5产品功能设计43
2.6产品功能实现原理设计44
2.6.1产品原理设计的目标
44
2.6.2产品原理设计的基本方法
44
2.7产品概念方案设计45
2.7.1产品概念方案设计任务
45
2.7.2产品功能载体———产品结构
45
2.7.3功能结构映射
45
2.8本章小结46
参考文献47
第3章产品需求设计和方案求解协同演化方法48
3.1引言48
3.2产品需求设计和方案求解的协同演化模式48
3.2.1产品设计的一般模式
48
3.2.2产品的往复设计
49
3.2.3产品需求设计和方案求解的协同演化模式
49
3.3产品需求设计和方案求解协同演化基本过程的形式化描述50
3.3.1产品需求设计和方案求解协同演化基本过程
50
3.3.2产品需求设计的形式化表达
51
3.3.3产品功能设计的形式化表达
53
3.3.4产品功能实现原理的形式化表达
55
3.3.5产品结构方案设计的形式化表达
55
3.3.6产品结构方案的评估
57
3.4产品需求设计和方案求解协同演化方法分析57
3.4.1产品需求设计和方案求解协同演化方法的推理过程
57
3.4.2产品需求设计和方案求解协同演化方法的求解模型
58
3.5产品需求设计与方案求解协同演化机理的说明59
3.5.1产品需求设计与方案求解协同演化的逻辑过程
59
3.5.2产品需求设计与方案求解逐层协同演化模型
60
3.6基于需求设计和方案求解协同演化的实例研究61
3.6.1自动化无轨电动伸缩门的需求设计
62
3.6.2自动化无轨电动伸缩门的方案求解
62
3.6.3自动化无轨电动伸缩门的需求设计和方案求解协同演化过程
65
3.6.4需求设计与方案求解协同演化系统的设计及应用
69
3.7本章小结77
参考文献77
第4章功能本体驱动的产品结构功能映射79
4.1引言79
4.2基于功能本体的产品知识表述模型80
4.3本体驱动的结构功能映射81
4.3.1结构到功能映射框架
81
4.3.2结构到功能映射方法及步骤
82
4.4功能体辨识与匹配82
4.4.1功能体辨识过程
82
4.4.2犅犛(行为结构)映射
83
4.4.3犅犉(行为功能)映射
83
4.4.4犅犛犅犉(行为结构及行为功能)混合映射
84
4.5宏功能分析与辨识85
4.5.1宏功能概念
85
4.5.2宏功能类别
85
4.5.3宏功能辨识过程研究
86
4.6功能合并与逻辑推理88
4.6.1功能合并与逻辑框架
88
4.6.2功能组合启发式逻辑推理规则
89
4.6.3宏功能分析实现功能合并
90
4.6.4功能实现方法分析实现功能合并
91
4.7本章小结92
参考文献92
第5章基于功能本体的产品消化吸收再创新设计方法94
5.1引言94
5.2基于功能本体的再创新设计框架94
5.3基于功能分析的创新设计方法概述95
5.4基于功能分析的创新设计方法流程96
5.5基于同义与反义功能语义分析方法98
5.5.1功能同义与反义语义分析方法
98
5.5.2功能泛化与具体化
99
5.5.3基于泛化与具体化的功能变更
101
5.6功能变更效果评估102
5.6.1工程变更定义及原因
102
5.6.2变更传播影响分析
103
5.6.3价值分析
104
5.7功能实现方法研究104
5.7.1机械分类及其组成
105
5.7.2机械运动系统功能分析
105
5.7.3机械运动系统结构分析
107
5.8实例研究108
5.8.1设计问题描述
108
5.8.2产品功能分析
109
5.8.3功能变更与产品再创新设计
111
5.9基于功能本体的产品再创新设计系统开发及应用113
5.9.1系统功能模块分析
113
5.9.2系统结构设计
114
5.9.3系统开发平台及编程语言
115
5.9.4数据库设计
115
5.9.5基于功能本体再创新设计系统实例
118
5.10本章小结126
参考文献127
第6章面向单功能链的产品设计方案求解方法128
6.1引言128
6.2形态学矩阵法求解功能链的设计方案128
6.3功能链设计方案的矩阵式求解方法130
6.3.1构建功能关联矩阵
130
6.3.2构建功能元件矩阵
130
6.3.3求解满足功能需求的设计方案
131
6.3.4构建设计结构矩阵
133
6.3.5求解满足功能和结构要求的设计方案
133
6.4实例分析:移载平台传动机构设计方案的求解135
6.4.1移载平台传动机构功能链的设计方案求解
135
6.4.2传动机构设计方案的选择
139
6.5蚁群算法及相似性理论141
6.5.1蚁群算法原理
141
6.5.2蚁群算法在组合优化问题上的应用
142
6.5.3相似性理论与广义距离
143
6.5.4相似度矩阵
144
6.6基于蚁群算法的单功能链设计方案优化方法146
6.6.1功能链设计方案评价模型
146
6.6.2基于蚁群算法的功能链设计方案优化模型
147
6.6.3信息素矩阵和概率矩阵
150
6.6.4基于矩阵算式和蚁群算法的功能链设计方案优化步骤
151
6.7实例分析:三坐标送料机设计方案的优化154
6.7.1功能建模和主功能链求解
154
6.7.2搜索原理解和构造形态学矩阵
155
6.7.3计算广义距离
155
6.7.4确定评价权重和计算评价得分
158
6.7.5求解最优方案
159
6.8本章小结161
参考文献161
第7章功能链聚合的设计方案求解方法163
7.1引言163
7.2元功能相似性分析164
7.2.1元功能分类
164
7.2.2功能链分解
165
7.2.3确定元功能相似值
165
7.2.4构建功能相似矩阵
166
7.2.5功能相似总矩阵的计算与简化
167
7.3元件的关联性分析168
7.3.1构建功能元件矩阵
168
7.3.2元件关联矩阵的计算与分析
169
7.4实例分析:剃须刀和吸尘器的主功能链聚合的设计方案求解170
7.4.1功能模型分析
171
7.4.2功能相似性分析
172
7.4.3元件关联性分析
175
7.4.4设计方案的聚合
176
7.5本章小结179
参考文献179
第8章基于功能链的方案求解系统开发及实例应用181
8.1引言181
8.2原型系统简介181
8.2.1基于功能链的产品设计方案求解流程
181
8.2.2系统总体结构
182
8.2.3系统开发工具
183
8.3数据库的构建184
8.3.1产品设计知识库的构建
184
8.3.2矩阵信息数据库的构建
190
8.4原型系统功能模块193
8.4.1功能分析模块
194
8.4.2单功能链设计方案求解模块
194
8.4.3功能链设计方案聚合模块
197
8.5实例应用197
8.5.1移载平台传动机构的方案设计
197
8.5.2三坐标送料机的方案设计
203
8.6本章小结211
参考文献211]]>
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