基于公理设计的夹具概念设计方案评价方法研究.doc

1、任务书设计题目：基于公理设计的夹具概念设计方案评价方法研究1设计的主要任务及目标一、在公理设计的理论框架下，建立夹具概念设计方案评价模型，要求能通过算法实现对已知方案的评价优选；二、通过编程语言对上述模型进行软件实现，并通过案例验证原型系统的可行性，要求软件能流畅运行，并能对案例进行评价。2设计的基本要求和内容熟悉方案评价、夹具设计的方法及发展趋势，总结其中存在的问题；熟悉公理设计的基本原理，明确所设计题目和内容，并撰写开题报告一篇。运用公理设计理论建立针对夹具概念设计方案的评价模型。完成中期答辩报告一份。利用编程语言（推荐使用VB）对上述过程中建立的模型进行软件实现，编制基于公理设计的夹具概

2、念设计方案评价原型系统。对编制的原型系统进行案例验证，以验证该模型和方法的可行性。3主要参考文献1 Suh NP.公理设计M.北京：机械工业出版社，2004，12 孙玉刚.灰色关联分析及其应用的研究D.南京：南京航空航天大学，20073 肖新平，宋中民，李峰.灰技术基础及其应用M.北京：科学出版社，20054 汪应洛.系统工程理论、方法与应用M.北京：高等教育出版社，19984进度安排毕业设计各阶段名称起 止 日 期1开题阶段（开题报告一篇）2013.122014.3.142评价模型建立阶段（中期答辩报告一份）2014.3.152014.4.243进行中期检查2014.4.244程序设计阶段2

3、014.4.252014.5.255毕业论文撰写及答辩准备阶段2014.5.262014.6.10基于公理设计的夹具概念设计方案评价方法研究摘要：长期以来，我国传统制造业整体技术水平不高，自动化程度低，国民生产各个部门的技术装备在很大程度上并不能满足生产需要。在市场竞争日趋激烈、技术革新日新月异的今天，我国装备制造业急需向智能化、集成化、数字化转型。由于传统的夹具设计缺乏统一的过程建模、决策、控制方法和技术，导致积累的大量设计资源和经验不能有效利用。为此，本文基于公理设计的理论框架，研究了夹具概念设计方案评价的方法，并对该方法进行了软件实现。毕业设计的主要内容如下：（1）知识基础部分。介绍了针

4、对夹具的概念设计、方案推理及评价方法的主要类型及特点，然后对建模的理论基础公理设计理论作了介绍，阐述了公理设计的理念、数学模型，以及在概念设计中的应用；（2）建模部分。通过分析常见夹具的设计方案组成及与其相关的评价要素，在公理设计理论框架下，将夹具各个设计方案的评价指标作为公理设计中的功能域，并通过功能分解将其分解到物理域及过程域，建立了通用夹具概念设计方案评价体系，最后通过灰色关联分析法设置评价指标，实现对设计方案的综合评价；（3）系统设计部分。基于上一部分所建立的夹具概念设计方案评价体系，设计得到一个通用夹具方案评价系统，该系统运用一定的算法，根据设计要求搜索各评价指标，最终求解出符合要求

5、的最优设计方案；（4）原型系统开发及案例验证。系统实现了通用夹具概念设计方案评价的各个主要模块的功能，并以典型夹具的设计方案为输入对该系统进行了案例验证。关键词：公理设计，夹具概念设计，灰色关联分析法，方案评价Research on the evaluation method of fixture conceptual designbased on Axiomatic DesignAbstract：For a long time, the overall technological level of Chinas traditional manufacturing industry is no

6、t high, the low degree of automation equipment, various departments of the national production need to meet in the very great degree to not. In the increasingly fierce market competition, technological innovation change rapidly today, Chinas equipment manufacturing industry is badly in need of to th

7、e intelligent, integrated, digital transformation. Because of the traditional fixture design and lack of process modeling, decision, control method and technology of unified, resulting in effective utilization of a lot of design resources and experience can not. Therefore, in this paper, the theoret

8、ical framework based on axiomatic design, the conceptual design scheme evaluation method, and the method of software realization.The graduation design of the main content is as follows:(1) knowledge base. This paper introduces the main types according to the inference and evaluation of conceptual de

9、sign, fixture methods and characteristics, and then the theoretical basis for modeling - the axiomatic design theory is introduced, the axiomatic design concept, mathematical model, and their application in conceptual design;(2) the modeling part. By analyzing the common fixture design and evaluatio

10、n of related factors, the axiomatic design theory, the evaluation index of each design scheme of fixture as the functional domain in axiomatic design, and through the functional decomposition decomposes to physical domain and process domain, establishes the evaluation system of universal fixture con

11、ceptual design scheme, finally gray correlation analysis evaluation index, comprehensive evaluation of design scheme;(3) the part of system design. Evaluation system of fixture conceptual design scheme based on the part of the design based on the evaluation system, a universal fixture scheme, using

12、a certain algorithm of this system, according to the design requirements of search of each evaluation index, the final solution to meet the requirements of the optimal design scheme;(4) the prototype system development and case study. System to achieve the main modules of universal fixture conceptua

13、l design scheme evaluation function, and the design of typical fixture as input to make a case to verify the system.Keywords:：Axiomatic Design，Conceptual design of fixture，Grey Relational Analysis，conceptual design目 录1 前 言12 概述22.1 研究背景22.1.1 概念设计方案评价方法研究概述22.1.2 概念设计建模技术研究22.1.3 方案推理技术32.1.4 方案评价技术

14、42.2 研究的目的及意义53 夹具概念设计方案评价指标的公理化设计63.1 公理化设计方案评价流程分析63.1.1 方案评价指标的设计原则63.1.2 设计方案评价的知识体系73.1.3 方案评价技术的实现流程73.2 设计方案指标的公理化设计83.2.1 评价指标的公理化映射过程93.2.2 公理设计框架下的设计方案评价指标134 夹具概念设计方案评价模型的建立164.1 设计方案评价指标的量化164.2 设计方案评价指标权值的确定174.2.1 判断矩阵的构造174.2.2 判断矩阵最大特征值和特征向量的确定184.2.3 对判断矩阵的一致性检验194.3 灰色关联分析综合评价204.4

15、 案例验证215 原型系统的设计与实现255.1 系统开发环境255.2 系统总体设计255.3 系统各功能模块的实现及案例验证265.3.1 系统管理265.3.2 夹具概念设计模块275.3.3 设计方案评价模块29结 论32参考文献33致 谢34附 录351 前 言本次论文题目是基于公理设计的夹具概念设计方案评价方法研究，旨在公理设计的理论框架下，建立起夹具概念设计方案评价模型，通过编程语言对上述模型进行软件实现，并通过案例验证原型系统的可行性，并对案例进行评价。在经过查阅大量关于公理设计、概念设计和评价方法的文献之后，对论文有了更清晰的认识。首先，公理设计理论是对大量成功设计实例进行分析归纳,从而抽象出设计过程本质。公理设计的最终目标是为设计建立一个科学基础，通过为设计者提供一个基于逻辑和理性思维过程及工具的理论基础来进行设计活动。基于公理设计理论的软件系统设计，它不同于具体的编程语言或计算机算法，它提供了一种适合所有系统的软件的设计框架，包括仅涉及软件的系统，以及同时涉及硬件和软件的系统。其次，概念设计是产品设计过程中的关键环节。产品概念设计过程是一个复杂的、不完全确定的、创造性的设计推理