《基於功能表面的生長型設計理論及技術研究》是依託中國礦業大學，由楊金勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於功能表面的生長型設計理論及技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊金勇
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於功能表面分解重構的生長型設計，是從原始功能需求開始功能表面逐漸分解創成執行模式、傳動模式、定位模式的概念設計過程。功能表面分解過程中，不同的分解粒度會產生不同的概念結構，建立功能表面的分解控制策略是概念產品最佳化設計的關鍵。現有功能表面模型還不能完全滿足現代化產品設計的需求，設計過程的最佳化和完善也需要各種知識來填充，特別是功能表面分解粒度的控制機制、生長方向選擇以及從概念產品向實體產品的最佳化匹配等問題亟待解決。本項目擬建立集成產品生命周期信息的功能表面模型，完善現有功能模式的類型；建立有效的功能表面分解粒度控制策略和生長方向控制策略，控制概念產品中零件生成數量和複雜程度；建立面向產品生命周期的評價機制與方法，優選概念設計方案；建立高效的實體零件存儲方式和編碼方式，實現概念產品到實體產品的最優匹配，開發ACIS-DARFAD設計系統，以初步實現CAD系統對概念產品設計自動化的技術支持。
結題摘要
本項目所研究的基於功能表面的生長型設計理論，是自頂向下的產品概念結構設計方法的一種新的嘗試。主要從生長型設計理論、關鍵技術與CAD系統開發三個方面開展了研究。 理論上，首先對生長型設計的理論基礎——廣義定位理論進行了深入研究，提出了概念設計過程中功能的廣義定位表達方式，把產品功能定義為對被操作對象的廣義變趨矢量的限制作用，並根據限制的廣義變趨矢量數目的多少來量化產品功能；而功能表面的幾何特性的存在使得功能有了直觀的形式化表達方式。該表達方式避免了傳統表達方式存在的歧義性，便於計算機輔助概念設計過程中對功能進行存儲、檢索與處理，也可以形式化表達概念設計結果。提出了建立功能表面集成產品生命周期信息模型的方法，使得基於功能表面的生長型設計在產品概念設計階段就將產品生命周期信息考慮在內，實現生長型設計中的並行設計。 技術上，首先對功能表面的提取方法進行了研究，提出基於廣義定位理論的功能表面提取方法；提出產品信息的提取方法以及產品信息量化方法，利用信息熵的概念對產品的信息量化計算，並將信息熵的計算結果用於控制生長型設計過程中的功能表面分解粒度；利用信息熵對產品複雜度量化評估，以最低綜合複雜度為功能表面的分解結束準則，實現概念產品的最最佳化生長；並將信息熵的套用於概念產品向實體產品匹配過程之中。 開發了基於ACIS平台的生長型設計系統，包括輸入與輸出接口模組、建模與裝配模組、設計與控制模組、逆向求解模組和產品信息管理模組等。該系統初步實現了產品的生長型設計，是對上述理論與技術研究的驗證與具體的技術實現。 通過本項目的研究，發表論文4篇，其中EI已檢索2篇；培養博士生1名，碩士生2名。
