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功能—结构双向创新中功能分解与行为一致性问题研究

作　者: 毛晓辉
导　师: 王玉新
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 概念设计方案创新商空间功能分解基本操作行为
分类号: TB472
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
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内容摘要

根据FBS模型对方案创新性支持不足的缺陷,本文在功能元层引入以基本运动行为表达的基本操作,把常见的基本结构以基本操作来表示,结合国家自然科学基金项目“支持行为-结构双向创新的机电产品计算机辅助概念设计”,探索方案创新设计。文章以知识的建模、表达和利用为主线,对功能分解的过程用商空间理论(X,f,T)进行数学描述,以分解的各层功能为论域X,以f表达功能的属性及以T表达功能关系结构,建立了功能分解的分层递阶模型,在该模型中根据功能的贴近度把功能分解到基本操作。功能分解得到的基本操作映射为结构层行为后,对结构层的行为引入行为聚类,根据行为所隶属功能的一致性,行为间的发生关系和行为接口关系,建立了行为要素相关分析方法,进而采用模糊聚类算法进行行为的分组聚合,并对聚类小组行为进行相容性分析,之后根据行为聚类,从知识库中搜索匹配基本的结构组成的结构方案。为了有效支持行为、结构双向创新,建立以基本操作表达的关系型数据库。在基于基本操作的知识库模型中给出了基本操作的的定义及结构表达,描述了基本操作的输入输出、行为类型和行为特性,并由此建立了基本结构的基本操作表达模型,在该模型中充分考虑了基本结构的一结构多功能特性。最后,结合本文理论,首次开发了创新设计原型系统。包括知识库、功能分解、行为聚类、方案生成四个部分。通过该系统,旨在得到创新性的概念设计符号方案。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题的提出及研究意义  10
  1.2 国内外研究概况  10-14
    1.2.1 概念设计概述  10-11
    1.2.2 设计理论概述  11-13
    1.2.3 概念设计求解策略  13-14
  1.3 计算机辅助概念设计存在的问题  14-15
  1.4 论文的主要内容和结构框架  15-16
    1.4.1 论文的主要内容  15-16
    1.4.2 论文结构框架  16
  1.5 本章小结  16-17
第二章基于基本操作的知识库模型的建立  17-33
  2.1 引言  17-18
  2.2 基本操作定义  18-22
    2.2.1 基本操作知识结构  18-19
    2.2.2 基本操作的运动形式  19-20
    2.2.3 基本操作的行为类型  20
    2.2.4 基本操作的行为特性  20-22
  2.3 基本操作的表达及数据  22-23
    2.3.1 行为层基本操作  22-23
    2.3.2 结构层基本操作  23
  2.4 基本结构的知识表达  23-25
  2.5 基本结构的功能  25-27
  2.6 行为-结构最优匹配  27-32
  2.7 本章小节  32-33
第三章功能分解过程商空间模型的建立  33-53
  3.1 引言  33-34
  3.2 商空间理论  34-35
    3.2.1 粒度  34
    3.2.2 等价关系  34-35
  3.3 功能分解的分层递阶模型  35-41
    3.3.1 属性表达  37-39
    3.3.2 结构表达  39
    3.3.3 功能分解树商空间模型  39-41
  3.4 功能分解树的网络图映射  41-43
  3.5 功能分解计算机化实现方法  43-51
    3.5.1 数据架构  43-46
    3.5.2 功能树求解  46-47
    3.5.3 功能网络生成  47-51
  3.6 本章小结  51-53
第四章结构层行为聚类与一致性问题研究  53-67
  4.1 引言  53-55
  4.2 行为结构模型建立  55-56
  4.3 行为聚类  56-61
    4.3.1 行为与功能、概念结构相关性  56-58
    4.3.2 聚类分析  58-60
    4.3.3 相容性及序关系检验  60-61
  4.4 实例  61-66
  4.5 本章小结  66-67
第五章创新设计原型系统  67-90
  5.1 引言  67
  5.2 系统介绍  67-80
    5.2.1 功能分解模块  69-75
    5.2.2 行为一致性分析  75-77
    5.2.3 方案生成  77-80
  5.3 数据库  80-81
  5.4 实例  81-89
  5.5 本章小结  89-90
第六章总结与展望  90-92
  6.1 全文内容总结  90-91
  6.2 研究展望  91-92
参考文献  92-97
附录攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目  97

功能—结构双向创新中功能分解与行为一致性问题研究

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