基于FBS模型的執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)計算機輔助概念設(shè)計研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計，概念設(shè)計階段實際投入的費用只占產(chǎn)品開發(fā)總成本的5％，卻決定了產(chǎn)品總成本的7096，后續(xù)詳細設(shè)計階段很難甚至無法修正概念設(shè)計階段產(chǎn)生的設(shè)計缺陷和錯誤。因此概念設(shè)計階段在產(chǎn)品設(shè)計中具有十分重要的地位。另外，產(chǎn)品創(chuàng)新的過程主要集中在概念設(shè)計階段，該階段很大程度上決定了產(chǎn)品的新穎性和市場競爭力。 本文以相互聯(lián)系型時序式執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)為對象，研究基于功能-行為-結(jié)構(gòu)(Function-Behaviour-Structure，F(xiàn)BS)

2、設(shè)計過程模型的計算機輔助概念設(shè)計的理論、方法和應(yīng)用。對執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)計算機輔助概念設(shè)計的五個關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)、深入的研究： 1．研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計專家經(jīng)驗學(xué)習方法 通過LVQ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行專家經(jīng)驗的學(xué)習。學(xué)習一旦完成，那么只要知道機構(gòu)的編碼，缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者也可以象經(jīng)驗豐富的設(shè)計專家一樣進行概念設(shè)計階段的評價。 2．提出了功能到工作時刻動作的計算機化映射方法 通過對執(zhí)行機構(gòu)動作形式的分析，定義了工作行

3、程中工作時刻動作形式概念。為了在實現(xiàn)工藝動作過程的工作時刻動作方案集中尋求最優(yōu)動作方案，建立了最優(yōu)工作時刻動作方案的評價規(guī)則、數(shù)學(xué)模型和求解方法，實現(xiàn)了映射過程的計算機化。 3．實現(xiàn)了執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)概念設(shè)計中的計算機輔助行為結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 提出行為在行為集合內(nèi)的表示方法，建立行為集合分組規(guī)則和分組評價規(guī)則，并給出行為結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的程序化步驟。將之轉(zhuǎn)化為組合優(yōu)化求解問題，引入遺傳算法，實現(xiàn)最優(yōu)行為分組。 4．提出了行為到機構(gòu)的

4、計算機輔助映射求解方法 系統(tǒng)研究數(shù)百個現(xiàn)有的機構(gòu)和機械，確定了執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的(輸出)運動類型。從機構(gòu)學(xué)角度建立了執(zhí)行動作與執(zhí)行機構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系表。為選擇執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)的最優(yōu)方案，建立了執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)的方案評價體系，建立了數(shù)學(xué)模型和基于遺傳算法的求解方法。 5．提出了運動循環(huán)圖設(shè)計中時間和時間關(guān)系評價與調(diào)整的優(yōu)化方法 分析并找出了現(xiàn)有研究方法的問題所在。針對執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)設(shè)計中的運動循環(huán)圖設(shè)計問題，建立了線性最大值最小