三种主流现代设计方法集成研究.pdfVIP

中国农n机械学会2008年≠术年会论女集 三种主流现代设计方法集成的研究 张翔陈德志 譬鼍；i；妾篙霾粥骧未麓鼍滕；i!；i；：裂ii萋誓荽簇警嚣簇；黎” 关键词：系统化设计：公理设计TRIZ；现代设*方法 引言 通过为设计师提供一个基于逻辑和理性思维过 基于德国设计理论的系统化设计方法、基于 程及工具的理论基础来改进设计活动。其主要概 ofInventlveProbl…S01 念包括：域、映射、层次结构和设计公理。 TRIZ(Theory ing) 2 1域 理论的创新设计方法和公理设计(hxiomatic Design，AD)，是目前研究与应用较为活跃的三在公理设计中，设汁空间由四十域构成：用 种源于国怫的现代设计方法。但是各种设计方法 户域、功能域、物理域和过程域，如图1所示。 的应用背景以及方法发源国的文化背景，难免带 相邻的域之间，左边表示设计月标，右边表示实 来方法推广上的局跟性。因此，将数种方法集成 现的手段和方法。用户域是由对用户正在寻找的 应用各取所长，是对现代设计方法“引进、消化、 一个产晶、过程、系统或材料的需要(或属性) 创新”的一个研究点。本文在分析系统化设计、 来描述．功能域巾，由用户需要用功能要求(FRs) 公理设计和TRIZ理论的优缺点的基础上．提卅和约束(Cs)米表逃。为r满足所表逃的FRs， r种基于系统化设计方法的集成设计模型。 在物理域中构思r设计参数(DPs)。为了生产由 1系统化设计法。” DPs所表达的产品，制定了个在过程域中由过 程变量(PVs)拙述的过程。 系统化设计把设计对象看作个完整的技 术系统，对系统吾要素进行分析与综台，咀获得 整体最优的设计。使用该方法获得原理方窠设计 的主要步骤： (1)明确设计任务 使用设计要求表确定瑷训目标，并分析设计 的产品将产生的社会、经济、技术效果。 用户域 功能域 物理域 过程域 (2)确定系统的总功能 。分解、盖二誊箍籍鬻””” 把设计对象看作黑箱，通过对比系统的输入 和输出的差异咀应对环境的作用与影响，确定系 公理设计通过相邻两个设计域问的“之”字 统的具有一定抽象性的功能。 形映射进行产品设计．在相邻的两个设计域之间 (3)功能分析 自上而下分解FR和DP特征向量。如图2，从功 系统是由互相联系的分层次∞诸要素组成， 能域-||的第个FR进抵物理域，进行概念设计 通过功能分析把总功能分解为相互联系的呈树 井决定相应的DP。然后，回到功能域，分解产 形结构的分功能、子多功能、功能元，使问题变 生下一层的FR，和FR：。FR，和FR。是对血晟商层 得易于求解。分功能的相互联系可用功能树或功 敬的DP和FRs。然后进抵物理域．通过这个层 P】 能结构图表达。 次上的概念设计寻求分别满足FR，和F】{z的D (4)功能求元解：局部解原理探索 和DPz。这个分解过程一直继续下去直至所有分 基本蔓求是对每一功能元探索可实现其功 支都到达晟终状态。为确信已经做m了正确的冼 能的各种原理解。求解城