计算机辅助机械产品设计09012.2详解.docxVIP

PAGE 13  PAGE I 机械产品及设计过程的思维概论 计算机内部表征— 数据及其处理方法 客观世界的人、事、物、产品、环境等等 人的感觉器官、信息融合 信息输入 人的心理表征 语言、文字、图形、影像、特征、模板等 感觉与心理表征的内部处理、类比、关联、评价、转换等 信息加工 以事实知识为基础的体系结构及其心理表征。语言、文字、图形、影像、特征、模板等及其关联 大脑处理的客观世界的脑外表征语言、文字、符号、图形（工具制约） 心理表征的内部转换(图形、语言生成等)语言或行为信息输出 大脑输出的传统的形式与符号等（键盘鼠标等制约） 信息输入 数据的内部处理、类比、关联、评价、转换等 信息加工 计算机（电脑）表征的转换语言、文字、图形、表格、特征等等 显示器、硬拷贝 等的文字、图形 信息输出 图2-2 基于信息加工观的机械产品形成过程 作为思维产物的机械产品，其设计过程就是大脑的思维过程，是思维对象的连续演变过程，是信息的加工过程。思维是基于思维资源的，信息加工及其方法是基于信息的表征目的、形式和信息载体特质的。思维资源是经过人的认知、理解而获得的，认知有其特有的感官与通道。信息的表征是由信息载体特质和认知的目的性、信息表征内容的特点决定的。人的认知、理解受到认知目的性、感觉的性能与方式、事物属性的特点与表现形式、各个学科体系对内容的表征习惯等的制约。因此，应对其存在形式进行分析，也就是对机械产品的客观存在形式及其生成过程中的表现形式、涉及到的学科的表达方式等的内涵进行分析，以便了解感觉方式与认知过程对设计的作用。机械产品整个的演变过程可以用下面的逻辑图来表明，图2-2所示（比较图2-1）。 由图可以看出各个阶段需要适当的表征形式，而表征形式与表达的目的、载体密切相关，也就限制了处理方式。简单分类为抽象思维或形象思维，文字处理或图形处理。 自然界中的机械产品—客观存在形式与历史演变 人类自诞生以来，在自然界中的活动，触及到形形色色的事物，由此积累了丰富的知识记忆。机械产品若作为劳动工具来考察，其形态、功能、组成形式、表达方式等都在发生变化，就此也影响着人的认知、记忆与信息处理方式。传统的说法（这里不涉及严格定义）是，机械是利用力学原理组成的各种装置（杠杆、滑轮、机器、枪炮等）。机器是由零件装成、能运转、能变换能量或产生有用功的装置（工程机械、冶金机械、动力机械、……）。现代机械由动力源、传动系、工作机构、控制系统等组成。通常人们将以上的装置与机器都习惯性的统称为机械。其实，对于机械产品可以有许多种说法。 机械产品是劳动工具，用于减轻人的劳动强度、提高生产效率。 机械产品是人造物—是人类智慧的结晶，是人大脑思维的产物，是人们思想意识的物质实现。 机械产品是三维实体，是人们思想意识之物质实现的表征方式。这是从人们对自然世界的理解与表现形式、表达方式方面指出机械产品的属性。 基于思维的观点，机械产品是思维的产物，是人的思维结果在现实世界中的物质实现。应通过五个方面理解机械产品的设计问题。1.作为思维对象的机械产品的自身特点、形成过程、逻辑规律、阶段划分及相应的表征；2.适合机械产品形成特点和阶段性的大脑的思维方式与思维过程；3.思维过程中不同阶段的相应表征、处理与操作；4.各种表征的表达目的、方式、方法、工具、关联及其变换。5.各种表征与人的认知方式、感觉与理解方式、事物存在的本质形式的关系及其系统描述架构等。通过分析机械产品的客观存在形式、人的认知方式与过程，在大脑中生成时的思维方式、心理表征与操作等。就可以依据人的心理表征与相应的脑外表征的特质，探讨机械产品创新设计。用思维科学、信息科学、人工智能的成果作设计方法的理论基础和技术基础，可大大提高创新能力和设计过程的现代化水平。 对于机械产品，出于不同的目的会有不同的表述，也体现了机械产品的不同属性。出于对机械产品形成过程期间不同属性表达和大脑理解的需要，出于对不同阶段对机械产品本质的表述，人们用图像、图形、模型、符号、言语、文字、三维实体及其组合等来表达。这些表达体现了机械产品在思维时的心理表征方式，体现了人们对机械产品在不同阶段的本质属性与形态等理解。也就是说，采取这些表达方式，体现了人对机械产品的感觉、认知方式与思考过程。这种感知与理解是由机械产品自身的客观存在形式决定的，也是由人的感觉器官、大脑构造与工作原理决定的。人们对图像及其环境的心理表征，由于信息载体的特点和思维处理的特点，采取用连续变化过程中典型断面特征来表示。 机械产品的客观存在形式是人认知的前提，除过现场实践以外，其最佳认知方式是利用摄影术所表现的环境、工作过程、机器行为、操纵控制及其整机的分解与组合等。在没有摄影术的时代，就用言语、文字和绘画来表达。而用语言和绘画来表达时，人们需