【摘要】： 本文以公理設(shè)計(AD)的理論研究為基礎(chǔ),針對機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計這一非常重要的設(shè)計領(lǐng)域,將AD的獨(dú)立公理和信息公理與TRIZ理論、模糊理論等相結(jié)合,深入研究了機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計的方案生成和方案評價的理論和方法;結(jié)合對產(chǎn)品信息度量理論及方法的研究,進(jìn)行了機(jī)械產(chǎn)品工藝信息度量及方案評價的研究;應(yīng)用上述理論方法,進(jìn)行了工程實(shí)際對象方案生成和方案評價的應(yīng)用研究。 首先,在深入研究AD基本理論及相關(guān)成果的基礎(chǔ)上,闡述了利用AD進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計的全過程,給出了其設(shè)計過程模型,并詳細(xì)分析了設(shè)計過程中功能分解順序的確定方法。 其次,基于對AD理論和創(chuàng)新問題解決理論(TRIZ)的研究,建立了一種基于AD理論與TRIZ理論的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計集成模型。該模型利用TRIZ理論中的技術(shù)進(jìn)化法則,為AD理論提供層次分解指導(dǎo),將AD理論中的耦合功能轉(zhuǎn)換為TKIZ理論的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),再查相應(yīng)的矛盾矩陣找出解決耦合問題的發(fā)明原理,解決AD中的耦合問題。該模型利用AD理論與TRIZ理論的互補(bǔ)性,將兩者結(jié)合起來進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計,能夠克服單個理論存在的局限,加強(qiáng)了應(yīng)用單個理論設(shè)計時存在的優(yōu)勢,可得到滿意的設(shè)計方案,因而擴(kuò)大了AD理論和TRIZ理論的應(yīng)用范圍。 接著,針對公理設(shè)計中應(yīng)用信息公理評價設(shè)計方案的局限,將模糊理論、層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)理論等引入到設(shè)計方案的評價過程中,提出了一種基于信息公理的模糊綜合評價模型。該模型利用模糊理論將評價指標(biāo)中AD難以計算的定性指標(biāo)信息數(shù)值化,利用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重值,利用灰色關(guān)聯(lián)理論獲得在數(shù)據(jù)不充分的情況下各指標(biāo)值的分布規(guī)律,然后利用信息公理理論計算各可行方案的信息量,比較各設(shè)計方案的總信息量以確定最佳方案,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計方案評價的柔性,使得本模型適用于更廣泛的設(shè)計方案評價。 然后,基于對機(jī)械產(chǎn)品信息度量理論及方法的研究,建立了機(jī)械產(chǎn)品工藝信息度量方法,進(jìn)而結(jié)合信息公理原理,提出了一種機(jī)械產(chǎn)品工藝方案評價及優(yōu)選方法。本文從工藝文件中工序可能的組合次序、工序選取和工序所含加工精度等三個方面,分別建立其信息的度量方法,并得到工藝文件總的信息量,然后應(yīng)用信息公理原理,按照工藝文件信息量的大小來優(yōu)選工藝文件,確定產(chǎn)品工藝方案。AD理論與信息度量理論的結(jié)合拓展了AD的應(yīng)用領(lǐng)域,為機(jī)械產(chǎn)品工藝方案評價提供了一種理論指導(dǎo)。 最后,基于上述研究成果,針對三峽地下電站引水洞上彎道襯砌鋼模臺車的設(shè)計要求,應(yīng)用產(chǎn)品概念設(shè)計過程模型及基于AD理論與TRIZ的集成模型,設(shè)計出了底拱滑模-邊頂拱鋼模臺車和全圓針梁式鋼模臺車兩套方案,詳細(xì)說明了兩種方案設(shè)計的過程,并利用模糊信息公理對兩種設(shè)計方案進(jìn)行綜合評價,成功地確定出三峽地下電站引水洞上彎道襯砌鋼模臺車優(yōu)選設(shè)計方案,因此取得到了較好的應(yīng)用效益。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2622850