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计算机辅助概念设计研究进展(上)   (2)

时间:2016-03-10 11:36 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:孙守迁 黄琦 潘云 点击次数:


  从概念设计的参与者来看,目前企业让用户参与的设计有两种方式:一是企业为用户设计产品;二是将用户需求融入产品概念设计中,然后由设计师进行设计这两种模式都是在产品设计前端将用户需求引入设计流程,很可能会在新产品推向市场时因时滞效应就已落后于用户的需求因而,今后概念设计方法学的研究还应关注一些新的设计模式,如用户愿望设计模式等。
  4产品信息模型及求解方法
  4.1产品信息模型
  目前常见的产品信息模型有三大类:
  (1)面向几何的产品信息模型
  这一类模型主要由线、框、面、实体和混合模型表示,它着重于产品完整和明确的几何构成数据,不能表达功能、布局、原理、用户需求、设计师风格、材料等非几何信息,无法支撑抽象、复杂的概念设计求解过程。
  (2)面向特征的产品信息模型目前有许多学者提出了如基于特征技术的智能产品信息模型、特征关联语义模型、基于变动特征的模型、特征精练模型等.但是,这一类模型一般只支持产品设计的后期阶段,且存在着产品信息关联性差、信息不完全、特征定义不一致、特征识别困难等问题。
  (3)集成产品信息模型
  以基于STEP标准的产品功能信息模型、基于图元对象的工程产品CAD信息集成模型等为代表的集成产品信息模型推广了特征的含义,包含了产品生命周期内多种特征信息,解决了CAD/CAPP/CAM集成化中数据共享和一致性、信息不完全等问题,但是建立的模型大部分是面向制造的,开放性差,无法清晰且简洁地模拟客观的设计过程另外一类集成产品信息模型,如组件特征模型等虽然立足于面向产品级的特征内涵,但也未考虑到用户对概念设计全过程的影响,难以支持用户全程参与概念设计、设计师超越用户导向的产品概念设计过程。
  4.2概念设计求解方法
  概念设计的求解是指从需求分析到方案求解的推理过程,其目的是为了产品创新在概念设计创新技法方面,国内外学者先后提出了发明创造的科学方法TRIZ[10]、基于系统综合方法的产品创造性设计理论TIPS[11]、组合创造方法[12]等在机械产品概念设计求解方法方面,Sturges等通过定义功能之间的关系,使功能图的语义更加完善来创造新思想[13];唐林等将机械产品方案设计分为三个层次(变异功能结构、发明新型机构解、组合机构),建立了产品概念设计过程模型[14];冯培恩等研究了复合功能原理方案设计特征模型及其求解过程[另外,还有许多学者尝试着以进化模型、多级菱形思维模型等获得概念设计方案。
  上述这些方法对概念设计求解进行了一些有意义的探索工作,但是由于人脑中的求解方法具有计算机所无可比拟的广泛性、自适应性和更新速度,因此企图以通过记录人的求解方法、找出其中的规律并将它们赋予计算机的研究还远远没有达到实用阶段5CACD技术。
  5.1智能概念设计技术
  国家自然科学基金委员会对智能概念设计领域的研究非常重视,资助了很多项目,如基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究、产品进化过程驱动的概念设计模型研究、基于演化的概念设计生物建模理论与方法的研究、机械运动系统概念设计智能化平台的研究、产品概念设计中对立创新模型的研究等由此也可以看出,智能设计技术目前的研究主要包括以下内容:(1)概念设计中创新思维的模拟;(2)智能设计方法的研究;(3)智能概念设计平台的研制。
  在本届会议上,香港理工大学JohnFrazer?教授展示了其将遗传算法应用于玻璃杯设计的成果;加拿大国家工程中心的Shen教授展示了基于Web的多智能体技术在PDA产品概念设计过程中的应用成果[18]。

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