产品概念设计过程中经济性演化与决策方法研究

摘要

产品总成本的70％-80％是在概念设计阶段被确定，这个阶段的失误将导致后续成本的增加。因此，在概念设计阶段依据功能求解后的原理方案同步给出经济性信息，具有重要的意义。此外，传统的设计过程在满足技术性指标之后才考虑经济性，经济性评价滞后于技术性评价。
　　针对以上问题，提出面向产品概念设计过程的基于“扩展成本元”的经济性建模新方法，将扩展成本元作为产品经济性设计的基本元素，探索扩展成本元与概念设计过程的映射策略，实现扩展成本元在概念设计中的演化。研究扩展成本元之间的信息映射、组合、求解过程，为概念设计方案的经济性评价提供支持。主要工作包括:
　　1.产品概念设计阶段经济性形成及演化方法研究。提出了“扩展成本元”的概念，构建了扩展成本元模型;结合传统知识表示，提出图形化多层次扩展成本元表达方法;建立了功能-行为-虚结构-扩展成本元映射模型，采用逆映射的方法实现了扩展成本元在概念设计过程中的演化。
　　2.基于“扩展成本元”的产品概念设计方案经济性评价研究。定义了评价知识元，构建了评价知识元模型;探索概念设计方案的经济性评价策略，研究扩展成本元之间的映射、组合、求解过程;运用扩展成本元对概念设计原理方案及虚结构方案进行评价。
　　3.开发了面向设计过程产品经济性求解的原型系统，以两种典型复杂机电产品为实例，验证以上方法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 产品成本估算研究

1．2．2 设计方案评价研究

1．3 课题来源及主要研究内容

1．4 论文组织结构

1．5 本章小结

第2章 产品概念设计阶段经济性形成及演化方法研究

2．1 扩展成本元模型

2．1．1 扩展成本元描述及定义

2．1．2 扩展成本元的结构

2．1．3 扩展成本元构建目的

2．2 扩展成本元的构建及表达

2．2．1 扩展成本元知识组成及特点

2．2．2 图形化多层次结构扩展成本元知识表达

2．3 功能-行为-虚结构-扩展成本元(F-B-S-C)映射模型

2．3．1 功能-行为-虚结构-扩展成本元(F-B-S-C)映射策略

2．3．2 虚结构-扩展成本元(S-C)的映射模型

2．3．3 功能-扩展成本元(F-C)的映射模型

2．3．4 行为-扩展成本元(B-c)的映射模型

2．3．5 功能-行为-虚结构-扩展成本元(F-B-S-C)映射模型

2．3．6 功能-行为-虚结构-扩展成本元映射模型细化

2．4 扩展成本元在概念设计过程中的演化

2．4．1 若干概念

2．4．2 扩展成本元域间逆向演化过程

2．4．3 扩展成本元域间正向演化过程

2．5 实例分析

2．5．1 土豆收获机的概念设计过程分析

2．5．2 功能-行为-虚结构-扩展成本元映射

2．5．3 扩展成本元在概念设计过程中的演化

2．6 本章小结

第3章 基于扩展成本元的产品概念设计方案经济性评价

3．1 评价知识元模型

3．1．1 评价知识元定义及描述

3．1．2 评价知识元的内部结构

3．1．3 评价知识元特点

3．2 经济性评价过程策略

3．2．1 扩展成本元之间的信息映射

3．2．2 扩展成本元的组合

3．2．3 扩展成本元的求解

3．3 概念设计的原理方案评价

3．3．1 基于设计目录的原理方案解

3．3．2 基于扩展成本元的原理方案评价

3．4 概念设计的虚结构方案评价

3．4．1 概念设计经济性评价指标体系

3．4．2 基于扩展成本元的经济性分析

3．4．3 基于扩展成本元的虚结构方案评价

3．5 概念设计方案经济性决策

3．6 实例分析

3．6．1 代步工具的输入＼输出知识库

3．6．2 代步工具的原理方案评价

3．6．3 代步工具的虚结构方案评价

3．6．4 土豆收获机方案的经济性决策

3．7 本章小结

第4章 原型系统与实例验证

4．1 系统功能模块

4．2 概念设计系统平台

4．3 实例验证

4．3．1 知识库管理

4．3．2 经济性演化过程

4．3．3 方案经济性评价

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果