專(zhuān)利名稱(chēng)：概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于實(shí)例的概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程是“功能一結(jié)構(gòu)”的映射過(guò)程，概念設(shè)計(jì)階段建立正確的功能模型是關(guān)鍵問(wèn)題。概念設(shè)計(jì)的任務(wù)是滿足市場(chǎng)需求，其中功能模型來(lái)源于設(shè)計(jì)者對(duì)市場(chǎng)需求的理解。對(duì)于新任務(wù)，有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者通過(guò)聯(lián)想以往的設(shè)計(jì)得到新的方案，其構(gòu)思的過(guò)程就是基于自身經(jīng)驗(yàn)推理的過(guò)程。在概念設(shè)計(jì)階段功能模型就是設(shè)計(jì)者構(gòu)思的初步結(jié)果，由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的局限性，很難得到符合企業(yè)自身設(shè)計(jì)、制造能力的功能模型，因此需要借助于以往的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行決策。已有設(shè)計(jì)實(shí)例包涵了大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，是設(shè)計(jì)問(wèn)題的優(yōu)化結(jié)果或滿意結(jié)果，也符合企業(yè)設(shè)計(jì)、制造能力。結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，用基于實(shí)例的功能模型推理來(lái)完成功能模型的確定，克服了設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的局限性，幫助設(shè)計(jì)者在概念設(shè)計(jì)階段快速地建立完善的產(chǎn)品功能模型，為詳細(xì)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。但目前的技術(shù)中，未見(jiàn)有針對(duì)概念設(shè)計(jì)階段的功能模型建立方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種基于實(shí)例的概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法。該方法是在產(chǎn)品功能編碼和功能模型描述的基礎(chǔ)上，利用編碼進(jìn)行功能節(jié)點(diǎn)和邊的匹配，檢索最大相似的功能模型，對(duì)模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊的修改，達(dá)到設(shè)計(jì)所需功能的滿意結(jié)果。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于包括以下步驟
(1)、對(duì)產(chǎn)品功能模型進(jìn)行描述定義不同行業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)給出功能元列表，對(duì)于一個(gè)行業(yè)或企業(yè)，其功能元編號(hào)是唯一的；功能模型是由功能元按一定規(guī)則組合而成的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，功能元構(gòu)成了功能模型的基本節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的約束關(guān)系構(gòu)成了功能模型的邊，功能元按規(guī)則組合成分功能，分功能組合成總功能；
(2)、基于實(shí)例的產(chǎn)品功能模型的建立以編碼的形式輸入功能模型，由系統(tǒng)從實(shí)例庫(kù)中自動(dòng)匹配相似度最大的功能模型實(shí)例，包括以下步驟
①最大相似節(jié)點(diǎn)的檢索對(duì)于一個(gè)行業(yè)或企業(yè)功能元編號(hào)是唯一的，因此功能元的匹
配可以轉(zhuǎn)化為功能編號(hào)的匹配；功能模型中的節(jié)點(diǎn)相似度計(jì)算的模型如下
字符型相似度的計(jì)算為
權(quán)利要求
1.一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于包括以下步驟(1)、對(duì)產(chǎn)品功能模型進(jìn)行描述定義不同行業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)給出功能元列表，對(duì)于一個(gè)行業(yè)或企業(yè)，其功能元編號(hào)是唯一的；功能模型是由功能元按一定規(guī)則組合而成的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，功能元構(gòu)成了功能模型的基本節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的約束關(guān)系構(gòu)成了功能模型的邊，功能元按規(guī)則組合成分功能，分功能組合成總功能；(2)、基于實(shí)例的產(chǎn)品功能模型的建立以編碼的形式輸入功能模型，由系統(tǒng)從實(shí)例庫(kù)中自動(dòng)匹配相似度最大的功能模型實(shí)例，包括以下步驟①最大相似節(jié)點(diǎn)的檢索對(duì)于一個(gè)行業(yè)或企業(yè)功能元編號(hào)是唯一的，因此功能元的匹配可以轉(zhuǎn)化為功能編號(hào)的匹配；功能模型中的節(jié)點(diǎn)相似度計(jì)算的模型如下字符型相似度的t 、 IX A = B 計(jì)算為J(JJ)=I0 ^爿為字符；數(shù)值型的相似度計(jì)算，在功能匹配時(shí)，只對(duì)功能元的編號(hào)進(jìn)行處理，是點(diǎn)與點(diǎn)的相似， 其相似度計(jì)算的模型如下設(shè)Stu) = l-其中任意點(diǎn)ue[a‘,用，如點(diǎn)￡0€[從內(nèi)，則與，的相似度β—^a h②最大相似邊的檢索邊是用來(lái)連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的，因此邊用其連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間關(guān)系來(lái)表示，且都是有向的；功能模型中的邊的編號(hào)用八位數(shù)字表示，前六位為功能編號(hào)，后兩位為功能的約束關(guān)系編號(hào)；③功能模型的修改在檢索到最大相似的功能模型后，大多情況下要對(duì)功能模型進(jìn)行修改，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的功能要求；(3)、反復(fù)匹配、修改直到得到滿意的產(chǎn)品功能模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于在步驟(3)之后還包括步驟(4)將匹配修改得到的產(chǎn)品功能模型存儲(chǔ)到實(shí)例庫(kù)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于步驟(1)中對(duì)功能描述可采用兩類(lèi)方法一類(lèi)是對(duì)功能信息內(nèi)容的規(guī)范，所有的功能都是可用功能元表示的，實(shí)際是對(duì)功能進(jìn)行抽象建模；另一類(lèi)是對(duì)功能表示方法的規(guī)范，定義語(yǔ)言表示格式，建立形式上的統(tǒng)一，如以由一個(gè)動(dòng)詞和一個(gè)名詞組成的動(dòng)賓詞組來(lái)描述功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于步驟(1)中可用二元組表示功能模型=i 是功能模型中的節(jié)點(diǎn)集，即功能集； M是功能模型中邊的結(jié)合表示功能間的附屬和約束關(guān)系；功能模型的根結(jié)點(diǎn)代表整機(jī)或部件的功能，葉結(jié)點(diǎn)表示子部件或零件的功能；功能模型中如果葉節(jié)點(diǎn)沒(méi)有分叉，表示此葉節(jié)點(diǎn)為不可在分的功能元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于 步驟②中最大相似邊的檢索也是對(duì)其編號(hào)進(jìn)行處理，同樣采用步驟①中點(diǎn)與點(diǎn)之間相似度的計(jì)算模型得到邊的相似度；通過(guò)遍歷功能模型的所有節(jié)點(diǎn)和所有的邊，得到功能模型的相似度，比較各個(gè)相似度的大小，檢索出最大相似度的功能模型；功能模型的相似度
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，其特征在于步驟③中對(duì)功能模型的修改是對(duì)功能樹(shù)進(jìn)行操作，對(duì)功能樹(shù)結(jié)構(gòu)的操作可分為節(jié)點(diǎn)/邊刪除、節(jié)點(diǎn)/邊添加、節(jié)點(diǎn)/邊合并、節(jié)點(diǎn)/邊分解、節(jié)點(diǎn)/邊替換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品功能模型建立方法，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化領(lǐng)域。本發(fā)明方法在產(chǎn)品功能編碼和功能模型描述的基礎(chǔ)上，利用編碼進(jìn)行功能節(jié)點(diǎn)和邊的匹配，檢索最大相似的功能模型，對(duì)模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和邊進(jìn)行修改，達(dá)到設(shè)計(jì)所需的產(chǎn)品功能模型。利用該方法進(jìn)行功能模型的建立，在概念設(shè)計(jì)階段信息不足的情況下，基于實(shí)例推理幫助設(shè)計(jì)者檢索到符合企業(yè)實(shí)際的功能模型，并快速完善功能模型得到最滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果，提高功能模型設(shè)計(jì)的效率和實(shí)用性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102508971SQ20111035218
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者丁月, 白穎, 紀(jì)愛(ài)敏, 苑明海 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)