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附录 Be on at at to s at by to be to to do as as to of At to in of up a at be be to at at 1. Be to as a is by is is of K to to be 1.1 a an of a to to to a is 1.2 of of to 。 to to be to be in as to to a to s in T in a he is is up a a a 1.4 in of a , to a to s on as up a in to in is 1.5 nd of as an an an a to a s 2. a as a if or , is to in in a in to of if is up a is is by a s , at a s a s (1) (2) (3) (4) be to in to to to in at in to s, is in 3 to to be to s, of to s is is to by by of is as as s in Be to in be a at is 3.1 is to is of a to in of is at on up in s of so by to on is to to as by 3.2 he is to of in is to to of a of In as is in in to to of to be to of of to to of of be to of a . 3.3 of n AD of be to of of by of be to of to is in in to a a 3.4 nd , by to a by is as 3.5 n a to to , to do by to 4. to a s as as a s. 5. of o at of to or of to go to to no to to is in is to to to is in by of an s. to is as to be As or is of on if in of a at to in or or in to as to in of to is s , to at to in is be as is as in AD to 附录 机械产品方案的现代设计方法及发展趋势 摘要 ：根据 目前 国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计 方法 概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种 法 的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计 计算 机实现的努力方向。 关键词 ：机械产品；方案设计方法； 发展 趋势 引 言 科学 技术的飞速 发展 ，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上 时代 发展的需要。 目前 ， 计算 机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的 研究 ，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量 文献 的基础上，概括 总结 了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的 发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的 现代 设计方法概括为下述四大类型 1、系统化设计方法 系统化设计方法的主要特 点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。 系统化设计思想于 70 年代由德国学者 授提出，他们以系统 理论 为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准 术。 计元素法 用五个设计元素 (功能、效应、效应载体、形 状元素和表面参数 )描述 “ 产品解 ” ，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原 理解 。 形建模法 研制的 “ 设计 分析 和引导系统 层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接 。 将设计划分成辅助方法和 信息交换两个方面，利用 息 分析 方法可以采用图形符号、具有 内容 丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。 构思 ” “ 设计 ” 法 将产品的方案设计分成 “ 构思 ” 和 “ 设计 ” 两个阶段。 “ 构思 ” 阶段的任务是寻求、选择和 组合满足设计任务要求的原 理解 。 “ 设计 ” 阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。 阵设计法 在方案设计过程中采用 “ 要求 功能 ” 逻辑树 (“ 与或 ” 树 )描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“ 要求 功能 ” 逻辑树建立 “ 要求 功能 ” 关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。 矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解 为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。 合图法 将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。 从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化 的产品结构为基础，引用已有的产品解 (如通用零件部件等 )描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。 描述设计任务的功能化产品结构分为四层， (1)产品 (2) 功能组成 (3) 主要功能组件 (4) 功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设 计初期使用的工具软件 认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。 基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。 机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量 和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
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