面向大型邮轮外观造型概念设计阶段的设计评价系统
这是一篇关于大型邮轮,外观造型,设计评价,概念设计的论文, 主要内容为邮轮旅游业的蓬勃发展,带动了大型邮轮设计建造技术的不断提高,邮轮外观设计理论体系向着系统化、科学化逐步发展。随着我国综合国力的不断提升,大型豪华邮轮自主建设项目的启动,我国邮轮设计建造技术进入高速发展阶段。为打破西方国家大型邮轮设计建造技术的垄断,构建国内完整的邮轮外观造型设计理论体系迫在眉睫。设计评价系统对邮轮外观造型设计起着重要的引导规范作用,是构成邮轮外观造型设计理论体系中的核心环节,是邮轮设计建造技术的重要内容。构建邮轮外观设计评价系统,对我国目前邮轮设计建造水平发展有着重要的现实意义。本文从大型邮轮整船开发流程出发,分析邮轮外观设计和整船开发流程的相互关系,发现对外观造型产生重要影响的工作内容集中在外观造型概念设计阶段,确定研究内容为概念设计阶段的外观造型设计评价。结合邮轮外观设计具体工作内容和整船方案送审环节,将概念设计阶段划分为初步设计阶段和详细设计阶段,对两阶段设计内容分别采用不同的评价方式进行评价。初步设计阶段为邮轮外观风格态势探索阶段,笔者采用总体定性的评价方法。广泛收集形容邮轮外观风格态势的意向词,根据任务书构建目标船型库,根据目标船型的造型特征,经过项目组成员和邮轮专家讨论,构建初步意向词组库。为使评价指标更具代表性,笔者采用因子分析法,根据目标船型库中不同邮轮的意向词打分结果,提取影响邮轮风格态势表达的隐性公因子,对提取出的公因子进行总结归纳,得到衡量邮轮外观风格态势的主要评价指标和重要度权值。根据任务书的具体要求,添加补充评价指标,判断参评方案是否满足船东方基本要求,作为该阶段评价系统的补充。最后,通过逼近理想解排序法对参评方案进行排序优选,同时根据评价结果为优选方案提供指导建议。详细设计评价阶段需要选出最优外观设计方案进入后续生产设计环节,笔者采用局部定量评价的方法进行评价。笔者采用层次分析法,将影响邮轮外观造型评价的因素进行分层梳理,最终得到11个评价指标,邀请邮轮外观设计专家对评价指标的重要性进行两两比较,得到了11个评价指标的对应权值。为减少赋权专家主观因素对评价结果的影响,和评审组专家可能出现意见一致性不足的情况,通过Matlab建模,运用粒子群优化算法对权值进行优化,提高评价结果一致性,保证了评价结果的客观性和专家意见一致性。最后,通过笔者所在项目组实际项目开发过程,验证了评价系统的高效可行性。初步设计评价阶段以13.5万吨“Vista级”邮轮为目标船型,进行了外观风格态势研究,最终得到三个主要影响因素和权值,体现了评价系统高效解决模糊评价的战略作用。在详细设计评价阶段,根据评价结果,通过Matlab建模,运用粒子群优化算法,优化了层次分析法得到的权值,有效提高了评价结果的一致性,体现了评价系统在面对复杂决策问题时的客观优势。本文通过邮轮外观设计的研究,运用多种评价统计算法,构建了面向大型邮轮概念设计阶段的评价系统,在邮轮外观实际开发项目中,能有效节约开发成本,提升评价决策的战略性、科学性、客观性,进而提升邮轮企业的综合竞争力。笔者希望本次研究能够进一步完善邮轮外观设计理论体系,亦希望后续研究者能够在此基础上对此研究进行完善和扩充。
机电产品需求获取和概念设计研究
这是一篇关于科学效应,质量屋,需求处理,概念设计,计算机辅助创新的论文, 主要内容为创新是科学进步的灵魂,是国家兴盛的动力所在。对企业而言,产品创新是企业的核心竞争力,是赢得市场竞争的关键。而产品创新需要准确掌握用户对产品的需求,需要多领域知识、技术和经验的支撑。在用户对产品的性能、质量、价格、环保等需求瞬息万变,产品频繁更新迭代的环境下,企业能够准确把握市场的脉搏,从而快速地推陈出新就需要研究需求处理和产品概念设计技术。论文依托“基于TRIZ的机械产品创新设计与多学科仿真优化方法研究(No.51475129)”国家自然科学基金面上项目,结合机电产品设计流程,首先,开展了机电产品需求处理和概念设计研究。其次,根据概念设计的特点,基于TRIZ理论科学效应知识库,并整合QFD理论质量屋工具,提出了集成QFD/TRIZ的概念设计方法。最后,利用Java Web技术,使用SSH框架开发出了面向机电产品的计算机辅助创新设计平台。主要包括以下几个方面的研究内容:1.机电产品开发相关的创新设计方法研究概述了概念设计、TRIZ和QFD等理论的内涵,发展和研究现状。分析其在机电产品开发过程中的应用可能。2.机电产品概念设计过程模型研究系统阐述了概念设计的定义及其特点,同时对TRIZ、QFD理论的涵义和适用场景做了详细的介绍,并分析两种理论的求解工具,整合以上设计方法和理论工具,提出了集成QFD/TRIZ的机电产品概念设计方法。3.驱动机电产品概念设计的关键技术研究重点研究了需求处理技术,需求到功能转换技术,功能到概念结构的映射技术等驱动产品概念设计的关键技术。并针对用户需求的模糊性和不确定性,提出了基于Kano/AHP模型的需求处理方法;在对需求和功能进行重定义的基础上,提出了需求到功能转换技术;根据功能和效应的特点,结合TRIZ理论中的科学效应知识,提出了基于效应的功能到结构的映射方法。4.面向机电产品的计算机辅助概念设计(CACD)平台的开发及应用研究基于集成QFD/TRIZ的概念设计方法和需求处理、需求转换和功构映射等关键技术,面向机电产品开发过程,利用Java Web技术,使用SSH框架开发出了计算机辅助创新设计平台。5.应用CACD的典型机电产品概念设计的实施过程研究以液压千斤顶为例,应用CACD平台,实施产品需求处理和概念设计过程,验证方法的可行性和平台的适用性。创新概念设计方法的研究为机电产品设计开发提供理论指导,计算机辅助概念设计平台的开发可以帮助设计人员快速响应用户需求,提升设计自动化水平,进而提高机电产品的开发效率。
某全新架构电动车车身结构概念设计与开发研究
这是一篇关于电动汽车,车身结构,概念设计,拓扑优化,正向开发,参数匹配的论文, 主要内容为目前国内主流电动车,车身结构常沿用同级别传统燃油车。电动车由于是全新的承载和性能要求,车身结构可能有较大的不同,设计方法也会有相应的改变。一方面电动车由于动力电池体积大,质量重,其布置方式对车身结构的开发影响较传统车更大,考虑布置工作可进一步设计出符合电动车承载要求的结构。另一方面,动力电池参数涉及整车动力性能,在概念设计阶段以动力电池布置为中心进行设计开发,可以实现整车动力性能与动力电池参数匹配,实现整车性能、车身结构、结构性能一体化全新架构综合设计开发。本文以一款A00级微型在研纯电动为研究对象,进行全新架构电动车车身结构形式正向开发,应用铝型材,秉持以电动汽车动力电池为中心的设计理念,对全新架构电动车车身结构的设计方法进行研究。本文针对全新架构电动车车身的开发建立了车身指导数据库,包括多种动力电池布置形式、市面存在的车身先进结构形式,也选定了一款在研车作为对标车,试验与仿真分析在研车车身结构结构性能。之后完成全新架构电动车的开发工作,首先确定整车性能及续航里程要求,基于要求建立动力电池体积与整车质量的约束方程,求出合适的整车质量和动力电池体积。基于动力电池体积建立三种不同的动力电池布置形式,确定多种总布置空间方案,并基于此车型建立多级别车型动力参数匹配数据库。利用拓扑优化的设计方法,针对弯扭及碰撞多工况,计算得到拓扑结构的力传递路径。根据模块化建模思想,基于拓扑计算结果和现有车型结构数据库,对车身机构进行多方案多模块设计,最后组合优选出两种车身结构方案。对两方案的弯扭刚度和耐碰撞性能分析总结,为车身详细设计阶段获得多种参考设计意见与方案。概念方案相比在研车,车身质量下降13.7%,弯曲刚度提升3%,扭转刚度提升31.1%。本文提出开发出一套基于动力电池布置的全新架构电动车车身结构开发技术方案,对纯电动汽车的开发具有重要借鉴意义。
基于数字孪生的产品概念设计与评价研究
这是一篇关于数字孪生,概念设计,公理化设计,发明问题解决理论,综合评价的论文, 主要内容为随着信息技术的发展和应用,推进企业创新发展的数字化和智能化技术在工业界快速的拓展,数字孪生技术作为其中的代表,在智能制造等方面有着良好的应用案例。新的发展形势下,社会和市场对产品的智能化和迭代速度有了更高的要求,如何将数字孪生技术与产品设计结合,高效快速的设计出符合市场需求的智能化产品成为热点课题。本文以机电产品为对象,以产品概念设计为目标,研究了基于数字孪生技术的产品概念设计框架及其部分关键技术,对产品概念创新有重要意义。提出了基于数字孪生的产品概念设计阶段框架,描述了物理维的信息获取、数据维的数据采集、分析、数据存储和设计目标生成,方法维的问题求解库和协同工具软件,以及模型维的虚拟结构设计方案;通过将结构树模型逐步映射到各个维度,形成产品概念设计方案数字孪生模型。以公理化设计与发明问题解决理论为基础,分析了两种方法的使用特点和优劣势,给出了集成创新设计方法的产品的功能结构设计探索流程,通过映射和冲突求解构建结构树模型。研究了将结构树模型利用物场模型转变为面向数字孪生的产品功能模块方案配置方法,构建节点之间关系,形成产品功能模块配置方案。分析了产品概念设计数字孪生模型的特点,构建了产品概念设计阶段的综合评价指标体系,通过定义评价语义及评价结果数值化方法,采用犹豫模糊集和信息量最小的方法实现了产品概念设计方案综合评价方法。给出了产品概念设计与评价系统的总体框架和层次结构,完成了设计与评价系统的类图设计,开发了产品概念设计与评价原型系统,以电梯的功能为对象进行了的概念设计与评价,验证了方法的可行性和有效性。
基于数字孪生的产品概念设计与评价研究
这是一篇关于数字孪生,概念设计,公理化设计,发明问题解决理论,综合评价的论文, 主要内容为随着信息技术的发展和应用,推进企业创新发展的数字化和智能化技术在工业界快速的拓展,数字孪生技术作为其中的代表,在智能制造等方面有着良好的应用案例。新的发展形势下,社会和市场对产品的智能化和迭代速度有了更高的要求,如何将数字孪生技术与产品设计结合,高效快速的设计出符合市场需求的智能化产品成为热点课题。本文以机电产品为对象,以产品概念设计为目标,研究了基于数字孪生技术的产品概念设计框架及其部分关键技术,对产品概念创新有重要意义。提出了基于数字孪生的产品概念设计阶段框架,描述了物理维的信息获取、数据维的数据采集、分析、数据存储和设计目标生成,方法维的问题求解库和协同工具软件,以及模型维的虚拟结构设计方案;通过将结构树模型逐步映射到各个维度,形成产品概念设计方案数字孪生模型。以公理化设计与发明问题解决理论为基础,分析了两种方法的使用特点和优劣势,给出了集成创新设计方法的产品的功能结构设计探索流程,通过映射和冲突求解构建结构树模型。研究了将结构树模型利用物场模型转变为面向数字孪生的产品功能模块方案配置方法,构建节点之间关系,形成产品功能模块配置方案。分析了产品概念设计数字孪生模型的特点,构建了产品概念设计阶段的综合评价指标体系,通过定义评价语义及评价结果数值化方法,采用犹豫模糊集和信息量最小的方法实现了产品概念设计方案综合评价方法。给出了产品概念设计与评价系统的总体框架和层次结构,完成了设计与评价系统的类图设计,开发了产品概念设计与评价原型系统,以电梯的功能为对象进行了的概念设计与评价,验证了方法的可行性和有效性。
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