公理化设计理论与产品概念设计.ppt
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公理化设计理论与产品概念设计.ppt
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公理化设计思想与产品概念设计,汇报人:
公理化设计思想与产品概念设计,公理化设计概念介绍,1,1、Axiomaticdesignisasystemsdesignmethodologyusingmatrixmethodstosystematicallyanalyzethetransformationofcustomerneedsintofunctionalrequirements,designparameters,andprocessvariables.,1.1什么是公理化设计(AxiomaticDesign),2、公理化设计方法是指存在着能够指导设计过程的基本公理,以及由公理指导的设计方法。
两种解释,1.2公理化设计的由来,公理化设计的发明:
美国麻省理工学院(MIT)SuhNam-pyo(徐南杓)教授于1990在ThePrinciplesofDesign一书中正式提出公理化设计。
公理化设计理论是设计领域内的科学准则,通过指导设计者在设计过程中做出正确的决策,为创新设计或改善已有的设计提供良好的思维方法。
SuhNam-pyo,1.3公理化设计的基本组成,公理化设计主要概念,1,2,3,信息公理,独立公理,1.3.1概念介绍域,域是不同设计活动的界限线。
公理化设计将设计过程分为四个域,即用户域(Customerdomain)、功能域(Functionaldomain)、结构域(Physicaldomain)、工艺域(Processdomain)。
1.3.1概念介绍域,四个域中的元素分别为:
顾客需求项(customerneeds),表示顾客使用产品的目的;功能需求项(functionalrequirements),表示在功能层次上对产品设计目标的说明;设计参数(designparameters),表示实现功能的载体;过程变量(processvariables)表示制造过程所涉及的主要因素。
1.3.2概念介绍映射,产品的设计过程实际上就是4个域之间的映射过程。
4个域之间可以建立3种映射关系,建立用户域和功能域之间映射关系的过程相应于产品定义阶段;建立功能域和结构域之间映射的过程相应于产品设计阶段;建立结构域和工艺域之间映射关系的过程相应于过程设计阶段。
后两种映射关系目前研究得较多。
1.3.3概念介绍层次结构,层级(Hierarchy)指的是公理设计中某个域的层次结构树,层级的概念表示FR在每一个域中自顶向下的层次结构。
公理设计的整个过程就是从功能域到结构域,结构域再到过程域之间的映射、分解过程。
层级展开需要相邻域之间自顶向下地进行“之”字形映射,充分考虑两者之间的相互关系,域问的层级展开具有相互依赖性。
1.3.4独立公理,1.3.4独立公理,根据设计矩阵的形式,可将设计分为3种类型:
无耦合设计、准耦合设计和耦合设计,如图3所示。
无耦合设计,准耦合设计,耦合设计,X强影响;0弱影响图3设计矩阵的三种形式,1.3.5信息公理,信息公理的基本内涵是在所有满足独立公理的有效解中,最好的设计方案应使所包含的信息为最少。
信息量I由满足给定功能要求的概率来确定。
如果满足给定功能要求的成功概率为p,那么与概率有关的信息I,定义为:
1.3.5信息公理,图4,2,产品概念设计,摩托车还是汽车?
瑞士汽车摩托改装公司的概念车。
这混淆汽车和摩托车的界限,,产品的概念设计,表现:
1、产品的外观造型风格比较前卫。
2、比市场上现有的同类产品技术上先进很多。
概念产品的设计往往具有一定的超前性,它不考虑现有的生活水平、技术和材料,而是在设计师遇见能力所能达到的范围来考虑人们未来的产品形态,它是一种针对人们的潜在需求的设计。
是在产品开发的前期对将要进入市场的新产品、新技术、新设计进行全方位的验证,提出新的功能和创意,探索解决问题的方案,并为将来新产品的设计、生产做好准备。
概念设计的目的,概念电池,1、产品功能的概念化,产品功能的概念化的实质就是要提出问题。
即在解决问题之前首先弄清目前存在那些问题,有什么问题需要在设计中解决,找出构成这些问题的主要因素,这样才能准确地把握将要做的产品概念设计的风格与形式。
产品功能的概念化是设计师在概念设计中最艰巨的任务。
2、设计概念的可视化,就是把文字和草图形式的产品概念定义,通过图样与样机模型转化为更直观、更容易被普通人所理解的可视化形态。
也就是把设计概念具象化的表现出来,使原来“无形”的概念成为“有形”的概念产品。
3、概念设计的商品化,把一个富有创意的概念设计转化为真正的商品,在概念设计的前期,人们对创新的期待与需求赋予了设计师很大的自由创作空间,而在概念设计商品化的过程中,设计师往往不得不对原来的概念产品设计进行必要的修改,把一个概念产品变成具有市场竞争力的商品。
太阳能“阳光彩灯”,概念设计的作用,产品创新的核心产品概念设计,创新有两类:
第一类是原理上的改变,如从无到有的创新,比如科技发明;第二类创新是在第一类的基础上进行改进,这类改进更符合使用者的行为习惯和个性需求。
潘云鹤,特点,创新性:
功能、结构等的修改、改良和创新;多样性:
设计方法或路径的多样性和设计结果的多样性;层次性:
功能层与结构层的映射关系;功能层、结构层有自己的层次关系;残缺性:
产品信息是定性的、不精确的、不确定的、不完全的;,3,如何开展产品概念设计,公理化设计思想的应用,指导设计方法,产品设计三大方法:
1.质量功能展开法(QFD):
目前最强有力的方法2.创新问题设计理论(TRIZ):
解决技术系统中存在的矛盾3.稳健设计:
使产品参数在质量和成本平衡条件下得到优化缺点:
对产品结构、参数、优良程度都没有给出确切的原则和判断标准。
公理化设计过程,公理化设计存在的问题,功能的定义常常依赖于设计者个人的偏好和习惯,使得设计难以并行。
缺乏关系强弱量化标准。
设计优良的标准有多种如经济性,而不仅仅只是独立公理。
由于产品的最终形式还没有决定,在新产品的最初设计阶段很难维持关系的独立性。
公理化设计发展趋势,公理化设计智能化:
AcclaroSoftwareforAxiomaticDesign与CRM、BI结合:
与客户关系管理(CRM)、商业智能(BI)等信息系统结合进行企业产品决策和设计自身理论的完善:
设计公理、推论、定理等方面的改进;应用范围不断推广,从水龙头到飞机装配与其他方法的比较研究、结合:
三大方法+可靠性设计、价值工程、经典统计理论等方法与TRIZ等方法取长补短,结合运用;,您的消息是什么?
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