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【任务标题】：5000字以上,专科毕业论文,题目:机械产品方案的现代设计方法及发展趋势
【任务编号】：[477]
【任务金额】：380×80%=304元（人民币）
【开始时间】：2009/1/13 11:05:00
【结束时间】：2009/3/14 11:05:00
【收款情况】：
此任务已向本站全额支付，请放心竞标！
【交稿方式】：根据机电之家制定的交稿要求操作
【任务状态】：
此任务已经竞标结束！
【任务内容】：
论文题目：机械产品方案的现代设计方法及发展趋势
论文写作要求：
1. 毕业论文由标题、目录、内容摘要、正文、参考文献等五方面内容构成。标题要求直接、具体、醒目、简明扼要；目录要标明页数；内容摘要即摘出论文中的要点放在论文的正文之前，以方便阅读，所以要简洁、概括；正文是毕业论文的核心内容，包括绪论、本论、结论三大部分。绪论部分主要说明研究这一课题的理由、意义，要写得简洁。要明确、具体地提出所论述课题，有时要写些历史回顾和现关分析，本人将有哪些补充、纠正或发展，还要简单介绍论证方法。本论部分是论文的主体，即表达作者的研究成果，主要阐述自己的观点及其论据。这部分要以充分有力的材料阐述观点，要准确把握文章内容的层次、大小段落间的内在联系。篇幅较长的论文常用推论式(即由此论点到彼论点逐层展开、步步深入的写法)和分论式(即把从属于基本论点的几个分论点并列起来，一个个分别加以论述)两者结合的方法。结论部分是论文的归结收束部分，要写论证的结果。做到首尾一贯，同时要写对课题研究的展望，提及进一步探讨的问题或可能解决的途径等；参考文献即撰写论文过程中研读的一些文章或资料，要选择主要的列在文后。
3.毕业论文的格式要求统一，不符合格式要求的毕业论文将退回重写；
1）封面主标题使用加粗二号楷体字型居中，副标题加粗小二号楷体字型居中（见封面样式）
2）目录中的字体均采用小四号宋体
一、
（一）
1、
（1）
【重要说明】
1、请不要在任务里提交无关内容，严重的有可能被屏蔽所有交稿.
2、必须按照交稿说明交稿.
3、机电之家已经收到客户的汇款,确定此任务总金额的80%可以支付给被客户选中的会员.
4、在机电之家现行的规则下,通常只能有一个会员会得到支付.
文章已经写好，我贴一部分
机械产品方案的现代设计方法及发展趋势
（略）
摘要：本文结合大量文献，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智（略）
1 系统化的设计方法
系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
1.1 设计元素法
用五个设计元素（功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数）描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解[2]。
1.2 图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接[3]。
1.3 “构思”-“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解[6]。
方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件（“功能载体”）的形状及位置，得到结构示意图[7]。
1.4 矩阵设计法
将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程[8]。在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树（“与或”树）描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系[9]。
1.5 键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法[10]。
2 结构模块化设计方法
我们提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口（联接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。
3 基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机制，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1 编码法
利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案[12]。
3.5 基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求[17]。
4 智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是:根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。
5 各类设计方法评述及发展趋势
综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体（由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构）进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。
（略）
[10] 檀润华等[J].机械设计,1998(1):14~16
[11] Walczak A[J]. Konstruktion,1998,50(7/8):19~25
[12] 翁海珊[J].机械设计,1997(3)38~40
[13] 邹慧君等[J].机械设计,1996(5):26~28
[14] 邹慧君等[J].机械设计,1996(6):12~14
[15] Mertens H[J]. Konstruktion,1992,44(4):139~144.
[16] 姚致扬等[J].中国机械工程,1998(6):53~55.
[17] 孙造占等[J].计算机研究与发展,1993,(10):44~48.
[18] 吴群波等[J].机械设计,1998(11):17~19.
[19] 孙家圹[J].工程设计CAD及自动化,1997(5):12~13
机械产品方案的现代设计方法及发展趋势
摘要：本文结合大量文献，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的发展趋势。
关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势
在 科技迅猛发展的今天，产品日趋多样化和复杂化。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅 助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作 者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋 势。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于20世纪70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI 2221“技术系统和产品的开发设计方法”。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是:
（1）将产品看作有机体层次上的生命系统，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。
（2）将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
（3）将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题:一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分（单元）及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段[1]。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
用五个设计元素（功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数）描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解[2]。
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接[3]。
Nijssen信息分析方法将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模[4]。
活性语义设计网ASK将语义作为设计工具，在其开发的中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元（如设计任务、功能、构件或加工设备等），线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃[5]。
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解[6]。
方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件（“功能载体”）的形状及位置，得到结构示意图[7]。
从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步:1）获取功能和功能结构（简称为“功能”）；2）寻找效应（简称为“效应”）；3）寻找结构（简称为“构形规则”）。并用下述四种对策描述机械产品构思阶段的工作流程: （1）分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”；（2）“效应”与“构形规则”（包括设计者创建的规则）关联，单独考虑功能（通常与设计任务相关）；（3）“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。（4）针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。
将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程[8]。 在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树（“与或”树）描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求 —功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系[9]。
