直線電機抽油機系統(tǒng)概念設(shè)計及應(yīng)用研究.pdf

1、全篇論文從概念設(shè)計創(chuàng)新與智能的角度，運用可拓理論，以直線電機抽油機系統(tǒng)為研究對象，通過對可拓學(xué)的拓展，從用可拓概念依存圖表達(dá)設(shè)計任務(wù)書的功能信息，功能推理與組件建庫和調(diào)用策略，概念設(shè)計全過程的公式化的可拓表達(dá)以及功能設(shè)計信息模型的可拓實現(xiàn)等幾個方面來深入研究其概念設(shè)計的理論和方法。
　　 文章首先簡介了可拓理論與方法，在此基礎(chǔ)上，分析了可拓學(xué)在機械產(chǎn)品概念設(shè)計應(yīng)用中的不足，針對概念設(shè)計的特性，從發(fā)散與評估角度拓展了可拓工程方法。

2、提出了含有時間參數(shù)的改進型菱形思維模型與量域空間相等的發(fā)散終止準(zhǔn)則，拓展了思維過程是在時間因素的驅(qū)動下，呈錐形彈簧式螺旋上升，體現(xiàn)了求解問題的順序性、反復(fù)性和迭代性。另外也提出了物元空間的相容性驗證及離散空間關(guān)聯(lián)函數(shù)的建立策略，保證了概念解的安全與可靠。
　　 機械產(chǎn)品概念設(shè)計是根據(jù)任務(wù)書的要求產(chǎn)生設(shè)計概念，它的目的是為設(shè)計系統(tǒng)尋找一個或一組滿足設(shè)計任務(wù)書要求的原理解，它的過程是將抽象的功能轉(zhuǎn)化為具體結(jié)構(gòu)。如何從用自然語言敘述的

3、任務(wù)書中理性地消除條件與要求的歧義與冗余抽象生成給定產(chǎn)品功能，本文從計算機可識別的角度，提出了將可拓學(xué)和用節(jié)點表達(dá)概念、弧描述概念之間關(guān)系的概念依存圖理論相結(jié)合(可拓概念依存圖理論)的方法來表達(dá)產(chǎn)品任務(wù)書中的要求與條件；對用自然語言表達(dá)的產(chǎn)品任務(wù)書中定性與定量元素進行識別；查找遺失的信息；組合單個元素進入全局的概念依存圖中。以期架設(shè)一條從產(chǎn)品任務(wù)書向功能映射的理性橋梁，為直線電機抽油機系統(tǒng)概念設(shè)計后續(xù)階段的研究(概念解的生成)提供客觀、

4、具體的功能信息。
　　 根據(jù)機械產(chǎn)品概念設(shè)計的特點，從思維方式著手，利用改進型菱形思維方法，提出了概念設(shè)計的功能推理模型(功能向結(jié)構(gòu)映射模型)。本模型從系統(tǒng)功能定義入手，采用重新定義問題和部分解的方法，將最初問題可拓分解成按照功能定義的部分問題，并對部分問題進行發(fā)散構(gòu)思，產(chǎn)生部分問題的局部解，以此形成的部分問題空間與組件解空間進行藕合(收斂)，尋找滿足抽油功能需求的最初問題解；還創(chuàng)建了直線電機抽油機系統(tǒng)功能分層策略，利用簡單數(shù)字

5、編碼技術(shù)，提出了組件建庫策略和調(diào)用機理。
　　 還從公式化的角度，提出了從產(chǎn)品任務(wù)書中提取功能信息到獲得產(chǎn)品功能概念解的整個概念設(shè)計過程公式化表達(dá)方法；利用可拓集合理論，深入分析了過程模型中的各個要素(功能、行為、結(jié)構(gòu)與環(huán)境約束)及其關(guān)系；提出了在產(chǎn)品任務(wù)書中析取功能信息，建立了功能分解準(zhǔn)則，利用優(yōu)化算法創(chuàng)建行為關(guān)系樹與獲得實現(xiàn)產(chǎn)品功能概念解公式化表達(dá)方法。
　　 最后提出了機械產(chǎn)品智能化概念設(shè)計功能設(shè)計信息模型與終止準(zhǔn)

6、則，并根據(jù)功能特征最低位的子功能物元，建立了實現(xiàn)功能特征的動作用事元來表達(dá)的準(zhǔn)則，與選取事元的施動對象作為研究本體特性，抽取說明施動對象動作的特征元，并對實現(xiàn)其動作進行能量轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)行為動作向結(jié)構(gòu)的映射方法，并指出了消除直線電機抽油機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解相互干涉的準(zhǔn)則。
　　 對于上述理論研究成果，本文均用實例進行了分析論證，說明了本文所建立的設(shè)計理論和模型是準(zhǔn)確的。另外，針對直線電機抽油機系統(tǒng)的各種功能，對實現(xiàn)這些功能所需的方法或結(jié)構(gòu)進