功能建模驱动的产品设计方案求解方法
作　者： 唐敦兵，康与云 著
出版时间： 2014
内容简介
《功能建模驱动的产品设计方案求解方法》产品是为实现功能而设计的，在产品设计过程中，概念设计非常重要，因为产品设计方案正是概念设计的结果。概念设计的创造性主要体现在功能分解、功能与结构匹配，以及基于功能分解的结构重组3个方面，其目的是为了进行设计方案的求解。正是基于上述目的，《功能建模驱动的产品设计方案求解方法》介绍了多种产品设计方案求解方法。
目录
前言

第1章 产品的功能分析与功能建模
1.1 引言
1.2 产品功能的定义
1.2.1 功能与总功能
1.2.2 产品功能定义的目的
1.2.3 产品功能定义的原则
1.2.4 产品功能的角色
1.3 产品功能分解
1.3.1 黑箱法
1.3.2 功能分解方法
1.3.3 元功能
1.4 元功能的表述语言——功能本体
1.4.1 本体理论概述
1.4.2 功能本体及功能语义表述
1.4.3 功能本体的体系结构
1.4.4 功能本体词汇
1.5 功能链
1.5.1 功能链的定义、结构类型及功能链聚合
1.5.2 功能模型的构建
1.5.3 主功能链的定义及获取方法
1.5.4 功能模型分解为功能链
1.6 功能链的矩阵式表达
1.6.1 功能、元件等相关矩阵的定义
1.6.2 功能链的矩阵式表达
1.7 实例分析
1.7.1 豆浆机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
1.7.2 搅拌机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
1.7.3 手持式吹吸机的功能分析及主功能链的矩阵式表达
1.8 本章小结
参考文献

第2章 基于功能模型的产品设计方案求解过程
2.1 引言
2.2 产品概念设计
2.2.1 产品概念设计基本特征
2.2.2 产品概念设计的过程模型
2.3 产品需求设计
2.3.1 需求的定义
2.3.2 需求的描述
2.4 产品需求设计过程
2.4.1 产品需求设计的过程模型
2.4.2 需求信息的获取
2.4.3 需求分类
2.4.4 需求评估
2.5 产品功能设计
2.6 产品功能实现原理设计
2.6.1 产品原理设计的目标
2.6.2 产品原理设计的基本方法
2.7 产品概念方案设计
2.7.1 产品概念方案设计任务
2.7.2 产品功能载体——产品结构
2.7.3 功能结构映射
2.8 本章小结
参考文献

第3章 产品需求设计和方案求解协同演化方法
3.1 引言
3.2 产品需求设计和方案求解的协同演化模式
3.2.1 产品设计的一般模式
3.2.2 产品的往复设计
3.2.3 产品需求设计和方案求解的协同演化模式
3.3 产品需求设计和方案求解协同演化基本过程的形式化描述
3.3.1 产品需求设计和方案求解协同演化基本过程
3.3.2 产品需求设计的形式化表达
3.3.3 产品功能设计的形式化表达
3.3.4 产品功能实现原理的形式化表达
3.3.5 产品结构方案设计的形式化表达
3.3.6 产品结构方案的评估
3.4 产品需求设计和方案求解协同演化方法分析
3.4.1 产品需求设计和方案求解协同演化方法的推理过程
3.4.2 产品需求设计和方案求解协同演化方法的求解模型
3.5 产品需求设计与方案求解协同演化机理的说明
3.5.1 产品需求设计与方案求解协同演化的逻辑过程
3.5.2 产品需求设计与方案求解逐层协同演化模型
3.6 基于需求设计和方案求解协同演化的实例研究
3.6.1 自动化无轨电动伸缩门的需求设计
3.6.2 自动化无轨电动伸缩门的方案求解
3.6.3 自动化无轨电动伸缩门的需求设计和方案求解协同演化过程
3.6.4 需求设计与方案求解协同演化系统的设计及应用
3.7 本章小结
参考文献

第4章 功能本体驱动的产品结构功能映射
4.1 引言
4.2 基于功能本体的产品知识表述模型
4.3 本体驱动的结构功能映射
4.3.1 结构到功能映射框架
4.3.2 结构到功能映射方法及步骤
4.4 功能体辨识与匹配
4.4.1 功能体辨识过程
4.4.2 BS(行为-结构)映射
4.4.3 BF(行为-功能)映射
4.4.4 BSBF(行为-结构及行为-功能)混合映射
4.5 宏功能分析与辨识
4.5.1 宏功能概念
4.5.2 宏功能类别
4.5.3 宏功能辨识过程研究
4.6 功能合并与逻辑推理
4.6.1 功能合并与逻辑框架
4.6.2 功能组合启发式逻辑推理规则
4.6.3 宏功能分析实现功能合并
4.6.4 功能实现方法分析实现功能合并
4.7 本章小结
参考文献

第5章 基于功能本体的产品消化吸收再创新设计方法
5.1 引言
5.2 基于功能本体的再创新设计框架
5.3 基于功能分析的创新设计方法概述
5.4 基于功能分析的创新设计方法流程
5.5 基于同义与反义功能语义分析方法
5.5.1 功能同义与反义语义分析方法
5.5.2 功能泛化与具体化
5.5.3 基于泛化与具体化的功能变更
5.6 功能变更效果评估
5.6.1 工程变更定义及原因
5.6.2 变更传播影响分析
5.6.3 价值分析
5.7 功能实现方法研究
5.7.1 机械分类及其组成
5.7.2 机械运动系统功能分析
5.7.3 机械运动系统结构分析
5.8 实例研究
5.8.1 设计问题描述
5.8.2 产品功能分析
5.8.3 功能变更与产品再创新设计
5.9 基于功能本体的产品再创新设计系统开发及应用
5.9.1 系统功能模块分析
5.9.2 系统结构设计
5.9.3 系统开发平台及编程语言
5.9.4 数据库设计
5.9.5 基于功能本体再创新设计系统实例
5.10 本章小结
参考文献

第6章 面向单功能链的产品设计方案求解方法
6.1 引言
6.2 形态学矩阵法求解功能链的设计方案
6.3 功能链设计方案的矩阵式求解方法
6.3.1 构建功能关联矩阵
6.3.2 构建功能元件矩阵
6.3.3 求解满足功能需求的设计方案
6.3.4 构建设计结构矩阵
6.3.5 求解满足功能和结构要求的设计方案
6.4 实例分析:移载平台传动机构设计方案的求解
6.4.1 移载平台传动机构功能链的设计方案求解
6.4.2 传动机构设计方案的选择
6.5 蚁群算法及相似性理论
6.5.1 蚁群算法原理
6.5.2 蚁群算法在组合优化问题上的应用
6.5.3 相似性理论与广义距离
6.5.4 相似度矩阵
6.6 基于蚁群算法的单功能链设计方案优化方法
6.6.1 功能链设计方案评价模型
6.6.2 基于蚁群算法的功能链设计方案优化模型
6.6.3 信息素矩阵和概率矩阵
6.6.4 基于矩阵算式和蚁群算法的功能链设计方案优化步骤
6.7 实例分析：三坐标送料机设计方案的优化
6.7.1 功能建模和主功能链求解
6.7.2 搜索原理解和构造形态学矩阵
6.7.3 计算广义距离
6.7.4 确定评价权重和计算评价得分
6.7.5 求解最优方案
6.8 本章小结
参考文献

第7章 功能链聚合的设计方案求解方法
7.1 引言
7.2 元功能相似性分析
7.2.1 元功能分类
7.2.2 功能链分解
7.2.3 确定元功能相似值
7.2.4 构建功能相似矩阵
7.2.5 功能相似总矩阵的计算与简化
7.3 元件的关联性分析
7.3.1 构建功能元件矩阵
7.3.2 元件关联矩阵的计算与分析
7.4 实例分析:剃须刀和吸尘器的主功能链聚合的设计方案求解
7.4.1 功能模型分析
7.4.2 功能相似性分析
7.4.3 元件关联性分析
7.4.4 设计方案的聚合
7.5 本章小结
参考文献

第8章 基于功能链的方案求解系统开发及实例应用
8.1 引言
8.2 原型系统简介
8.2.1 基于功能链的产品设计方案求解流程
8.2.2 系统总体结构
8.2.3 系统开发工具
8.3 数据库的构建
8.3.1 产品设计知识库的构建
8.3.2 矩阵信息数据库的构建
8.4 原型系统功能模块
8.4.1 功能分析模块
8.4.2 单功能链设计方案求解模块
8.4.3 功能链设计方案聚合模块
8.5 实例应用
8.5.1 移载平台传动机构的方案设计
8.5.2 三坐标送料机的方案设计
8.6 本章小结
参考文献