基于功能與支持集對產品功能與模塊結構構建方法的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、當前我國制造業(yè)企業(yè)處于發(fā)達國家引導高端制造業(yè)回流和低端制造業(yè)向其他發(fā)展中國家轉移的夾擊之中,同時面臨時代背景變化的壓力。這使得企業(yè)必須提高產品設計能力。設計方法學已有成果可對此提供幫助。通過回顧設計方法學的起源與發(fā)展,明確了系統(tǒng)化工程設計過程理論為當前最成熟體系。本文對系統(tǒng)化工程設計過程理論中的概念基礎和核心要素進行了深入分析,指出設計活動中的意圖域部分在現(xiàn)有成果中得到了基于邏輯和理性的顯性化表達,但設計活動中的現(xiàn)實域部分尚未完全得以顯

2、性化的明確表達。設計人員需要憑借經驗和直覺來對現(xiàn)實域相關部分進行處理,這一方面增加了思維難度,另一方面容易發(fā)生遺漏。本文構建了由意圖域中表征“意圖行為”的“功能”概念和現(xiàn)實域中表征“行為可能集”的“支持集”概念共同組成的概念基礎,基于該基礎建立了將設計活動意圖域和現(xiàn)實域部分均能顯性化表達的設計方法體系,并對基于“功能”和“支持集”的功能結構構建和模塊結構聚類進行了研究。本文的主要研究內容和創(chuàng)新點體現(xiàn)在以下幾個方面。
  (1)剖析

3、現(xiàn)有對“功能”概念的不同理解,明晰不同意義的“功能”概念針對不同層級的系統(tǒng)對象。從而將本文設計方法體系中的“功能”概念對象分為目的層系統(tǒng)、效應層系統(tǒng)和行為層系統(tǒng)三個層次,將“功能”理解統(tǒng)一為“意圖行為”。剖析了新興設計方法學體系中出現(xiàn)的“Affordance”概念,明晰其中混雜的“現(xiàn)實Affordance”涵義和“感知Affordance”涵義。在汲取“Affordance”中涉及現(xiàn)實域部分內涵的基礎上,提出了“支持集”概念,表征“行為

4、可能的集合”。通過對“功能”和“支持集”多方面的對比聯(lián)系,明確兩者之間并不沖突,具有相容性和互補性,在各系統(tǒng)層次均可聯(lián)合使用發(fā)揮各自作用。兩者之間可以通過“行為”與“交互方式”聯(lián)系起來,共同組成既覆蓋意圖域也覆蓋現(xiàn)實域的聯(lián)合概念基礎。
  基于聯(lián)合概念基礎提出了涵蓋設計活動不同層級對象,并能基于邏輯理性基礎在意圖域和現(xiàn)實域之間迭代演進的設計活動框架。在意圖域按照目的層系統(tǒng)、效應層系統(tǒng)和行為層系統(tǒng)的層級順序逐級向下聚焦進行功能求解,

5、然后在現(xiàn)實域按照行為層系統(tǒng)、效應層系統(tǒng)和目的層系統(tǒng)的層級順序逐級向上分析進行支持集核查,從而由兩部分過程共同組成由上到下再由底向上的迭代設計活動框架。
  (2)提出從“功能”角度和“支持集”角度交替進行,既包含物理產品也包含人的活動所對應功能的功能結構構建方法。先單純逆向思考,考慮達成需求狀態(tài)所需的必要條件,得到倒逼功能鏈;再在其基礎上單純正向思考,考慮該功能鏈在實施時所可能伴隨發(fā)生的非意圖行為,添加應對子功能得到推演功能鏈。倒

6、逼功能鏈聚合得到的倒逼功能結構圖反映直接滿足需求的功能結構的主干。推演功能鏈聚合得到的推演功能結構圖反映功能結構的全面架構。所得功能結構中既包括物理產品對應的子功能也包含人的活動對應的子功能。
  (3)提出了貫穿目的層系統(tǒng)、效應層系統(tǒng)、行為層系統(tǒng)三個層級的多重矩陣式廣義產品模塊結構聚類方法。所得模塊結構既涵蓋物理產品也涵蓋人的活動。既涵蓋意圖行為的實現(xiàn)也涵蓋非意圖行為的應對。并且能將需求、功能角度和結構角度考慮的方案元件間的關聯(lián)

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