機(jī)電產(chǎn)品行為特性及可持續(xù)概念設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、概念設(shè)計(jì)是整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中最初，也是最重要的階段之一。研究人員對概念設(shè)計(jì)的理論與方法做了大量的研究。其中以基于功能的設(shè)計(jì)方法的研究居多，研究的內(nèi)容包括需求分析、功能抽象、功能分解、行為映射、方案生成以及方案評估等方面?！靶袨椤弊鳛檫B接功能與結(jié)構(gòu)的橋梁，可以使設(shè)計(jì)人員獲得對設(shè)計(jì)問題的更深層次理解，并獲得更合適的設(shè)計(jì)方案。
　　 另一方面，隨著人們對環(huán)境影響的關(guān)注，可持續(xù)設(shè)計(jì)的理念也逐漸為人們所接受。近幾年來，如何在概念設(shè)計(jì)過程中

2、，引入可持續(xù)設(shè)計(jì)的方法，以降低產(chǎn)品在生命周期中對環(huán)境的影響，也逐漸成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文通過對機(jī)電產(chǎn)品的行為特性分析和研究，在已有的因果行為過程（Causal Behavioral Process，CBP）模型的基礎(chǔ)上提出了E-CBP行為過程模型，并基于E-CBP模型開展了機(jī)電產(chǎn)品的可持續(xù)設(shè)計(jì)方法研究。
　　 針對行為特性的研究，論文首先明確了行為的概念，及其與功能、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。通過對現(xiàn)有機(jī)電產(chǎn)品的行為特性分

3、析，提出在行為之間除了因果關(guān)系外，還有時(shí)序關(guān)系、回路關(guān)系以及狀態(tài)關(guān)系。提出“之前發(fā)生”與“并行發(fā)生”的概念，并用于描述行為之間的時(shí)序關(guān)系，以及基于時(shí)序圖的表達(dá)方法，從而方便了對行為關(guān)系的判斷。同時(shí)引入關(guān)鍵路徑法，實(shí)現(xiàn)了對行為過程時(shí)序關(guān)系的優(yōu)化。針對行為過程中的回路關(guān)系，提出了觸發(fā)行為、回復(fù)行為、主行為的概念，在總結(jié)回路關(guān)系的特性和使用行為的狀態(tài)關(guān)系表達(dá)諸如儲能機(jī)構(gòu)、智能材料機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的行為特性的基礎(chǔ)上，提出了如何在設(shè)計(jì)過程中利用這些特性

4、進(jìn)行設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方針。
　　 論文設(shè)計(jì)了構(gòu)建E-CBP模型的基本步驟以及基于E-CBP模型的行為結(jié)構(gòu)映射的基本流程。針對現(xiàn)有研究對于不同階段的設(shè)計(jì)信息表達(dá)方法不一致的現(xiàn)狀，引入面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，以E-CBP模型為基礎(chǔ)，提出了基于EBNF（Extended Backus-Naur Form）的行為表達(dá)方法，并將該方法擴(kuò)展到功能、結(jié)構(gòu)、約束以及材料等設(shè)計(jì)信息的表達(dá)，從而為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)知識的重用與管理提供了表達(dá)基礎(chǔ)。
　　 針對可

5、持續(xù)設(shè)計(jì)的需要，在概念設(shè)計(jì)階段引入可持續(xù)設(shè)計(jì)的理念，提出基于E-CBP的可持續(xù)設(shè)計(jì)方法。該方法分為基于E-CBP的可持續(xù)性預(yù)分析與多層次模糊可持續(xù)評估兩個階段。根據(jù)E-CBP模型的行為特性以及功能共享的原則，提出了六條針對E-CBP模型的可持續(xù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，利用這些指導(dǎo)原則對E-CBP模型進(jìn)行分析與改進(jìn)，得到了更符合可持續(xù)需求的行為過程模型。考慮到概念設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)的不確定性，在層次分析法與灰度分析法的基礎(chǔ)上，提出了多層次模糊可持續(xù)評估方