公理设计与FAST结合的功能求解方法研究

doi:10.3901/JME.2024.21.300

机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (21): 300-311.doi: 10.3901/JME.2024.21.300

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公理设计与FAST结合的功能求解方法研究

马拓^1,2, 江屏^1,2, 李鑫荣^1,2, 马守洋^1,2, 刘发达^1,2

1. 河北工业大学机械工程学院天津 300401;
2. 河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津 300401

收稿日期:2023-11-07 修回日期:2024-06-11 发布日期:2024-12-24
通讯作者: 江屏，男，1977年出生，博士，副教授，硕士研究生导师。主要研究方向为创新设计。E-mail：jiangping@hebut.edu.cn
作者简介:马拓,男,1997年出生。主要研究方向为创新设计。E-mail:1216994642@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金企业创新发展联合基金(U22B2084)和湖南省教育厅资助科研(20A527)资助项目。

Research on Functional Solution Method Combining Axiomatic Design with FAST

MA Tuo^1,2, JIANG Ping^1,2, LI Xinrong^1,2, MA Shouyang^1,2, LIU Fada^1,2

1. School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401;
2. National Technology Innovation Method and Implementation Tool Engineering Technology Research Center, Hebei University of Technology, Tianjin 300401

Received:2023-11-07 Revised:2024-06-11 Published:2024-12-24

摘要/Abstract

摘要： 功能求解是产品概念设计的核心部分。在产品设计过程中，由于产品技术要求和用户需求的复杂性，功能求解容易出现偏差和不确定性，导致整个设计质量降低。基于上述存在的问题，利用公理设计功能-结构相邻域间“之字形”映射变换进行了功能分解以及原理解的确定，以功能独立性公理为依据确定功能求解的正确性，引入功能分析系统技术(Function analysis system technique，FAST)辅助判断功能关联性，建立公理设计矩阵，确定设计类型，最后利用FAST模型表征公理设计功能求解的结果，确定设计方案。以辊压机床作为案例进行求解，利用公理设计和FAST逐层分析求解，得到一个合理的设计结果，验证了上述模型的有效性。公理设计和FAST集成的求解模型结合公理设计求解和FAST分析两者的优点，提高了设计质量和准确性。

关键词: 功能求解, 公理设计, 映射变化, 功能分析系统技术

Abstract: Function solving is the core part of product conceptual design. In the process of product design, due to the complexity of product technical requirements and user requirements, the functional solution is prone to deviation and uncertainty, which leads to the degradation of the whole design quality. Based on the above problems, the "Z" mapping transformation between functional and structure adjacent domains is used to decompose functions and determine the original understanding, and the correctness of Function solution is determined based on the functional independence axiom. Function analysis system technique is used to determine the functional correlation, establish the axiomatic design matrix, and determine the design type. Finally, the FAST model is used to characterize the results of the axiomatic design function solution and determine the design scheme. The roller machine tool is taken as an example to solve the problem, and a reasonable design result is obtained by axiomatic design and FAST layer by layer analysis, which verifies the validity of the model. The integrated solution model of axiomatic design and FAST combines the advantages of axiomatic design solution and FAST analysis to improve the design quality and accuracy.

Key words: function solving, axiomatic design, mapping changes, function analysis system technology

中图分类号:

TH122

马拓, 江屏, 李鑫荣, 马守洋, 刘发达. 公理设计与FAST结合的功能求解方法研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(21): 300-311.

MA Tuo, JIANG Ping, LI Xinrong, MA Shouyang, LIU Fada. Research on Functional Solution Method Combining Axiomatic Design with FAST[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(21): 300-311.

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公理设计与FAST结合的功能求解方法研究

Research on Functional Solution Method Combining Axiomatic Design with FAST

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