《支持创新的概念设计CAD系统》课题申报表.docVIP

《支持创新的概念设计CAD系统》课题申报表.doc

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《支持创新的概念设计CAD系统》课题申报表

******** 学 院 课 题 申 报 表 课题名称 支持创新的概念设计CAD系统 研究与开发 学科分类 计算机辅助设计 负 责 人 ****** 申报部门 信息学院 填表日期 *******科研处印制 一、课题申请者基本情况 课题名称 支持创新的概念设计CAD系统研究与开发 主题词 CAD、创新设计、概念设计、知识表达与推理、特征建模、特征映射 学科分类 计算机辅助设计 负责人姓名 *** 性别 男 民族 汉 出生日期 *** 学历或学位 博士 专业职务 讲师 研究专长 CAD、设计方法学 联系电话 办公室: 宅: 手机: *** 主 要 参 加 者 姓 名 性别 出生 年月 专业职务 研究专长 学历 或学位 所在部门 *** 男 *** 付教授 知识管理 博士后 信息学院 预期成果 C F A.专著B.译著C.论文D.研究报告E.工具书F.电脑软件 字数 5 千字 申请经费(单位:万元) 0.3 预计完成时间 三.课题设计论证 1.本课题前期研究成果,国内外研究现状述评、基本内容、理论与实际意义和预期成果(可加页)。 1. 本课题的研究意义: 随着经济全球化的发展,市场竞争日益激烈,产品创新能力已经成为决定企业生存和发展的重要因素。概念设计处于设计进程的初期,是确定产品功能结构、原理方案的阶段,也是设计进程中最富创新性的阶段。资料表明虽然概念设计阶段实际投入的费用只占产品开发总成本的5%,却决定了产品总成本的70%[1]。因此,概念设计理论、方法和技术的研究已经引起了国内外学者的极大关注,并成为近年来学术研究的热点。 目前,CAD技术已成熟应用于详细设计和施工设计阶段,涌现出了如ProE、UG、I-DEAS等众多优秀的商品化CAD软件,提高了产品质量,缩短了周期,取得了的社会经济效益。①现有的CAD技术主要依靠建立定量的设计对象数学模型来进行数值分析和处理,但在概念设计阶段产品信息残缺不全,不可能也没必要建立精确的产品数学模型。②现有的CAD技术是以几何模型为中心的,强调对单个零部件的描述,缺乏对产品功能和整体关系的有力表示。同时,过早进行零件的描述容易造成零件之间关系的不一致性、过分约束和零件冗余。③概念设计是以符号推理为主的过程,依靠建立设计对象的知识模型并进行处理,但现有的CAD和人工智能技术对知识的获取、组织、表达和推理方面的支持明显不足,无法进行深层次的抽象知识推理。到目前为止,概念设计CAD技术尚处于研究开发阶段,还没有成熟的工具软件可供使用。因此,概念设计自动化技术已经成为CAD领域内面临的重大课题和挑战,是CAD技术深化的一个主要研究方向。 本课题研究就是在这种背景下提出的,旨在通过对概念设计的基本理论、建模技术、 (1)创新设计的研究现状 产品方案创新包括功能创新、原理创新、布局创新、外观形态创新,其中功能创新是整个设计过程中最初的也是最重要的一步,它需要找出可以实现该产品功能的各种可能方案并进行优选,其关键是如何进行产品的功能分解,并以一定功能的零部件组合来创新产品。 Rodenacker、Koller、Paul、Beitz等学者把功能抽象为物料流、能量流和信息流三个基本要素,并通过三个要素之间的若干种物理作用的输入输出关系表达功能[2]。该方法的优点是:具有一般性,适用范围广,能反映功能的本质特征。不足之处在于该方法与人们日常生活中对功能的描述可能会存在一定差距。 Bytheway、Ruggles和Miles等学者认为功能是指研究对象能够满足用户某种需求的一种属性,即提供使用者从该功能的物质承担者所可能获得的特定效能或作用[3-5]。该方法过于简单,不能描述出功能的本质,很难在计算机中进行表达和推理,不利于后续的计算机辅助功能分解的实现。 Freeman和Newell认为,设计师可以先根据对所需目的功能的描述,检索出能提供该目的功能的原理解。这些被选中的可行的原理解为了能正常地提供所需的功能,还需要添加一些其它的前置功能,因而又产生了一个新的功能求解问题[6]。依此类推,直至所有的前置功

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