基于DFFD的概念设计研究

第24卷2005年第7期7月机械科学与技术

MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGYVo.l24JulyNo.72005

文章编号:1003 8728(2005)07 0848 04

基于DFFD的概念设计研究

戴 宁,廖文和

(南京航空航天大学,南京 210016)

戴 宁

摘 要:概念设计在新产品开发中是十分重要的设计活动,不合适的概念设计将导致产品重新设计,延缓产品的发布。本文首先从心理学的角度对用户的概念需求加以描述,定义了概念演化过程的抽象、描述、演化、原型4个阶段,并建立了演化过程模型。接着将DFFD(DirectManipulationofFree FormDeformation)的造型设计方法与概念设计演化相结合,将用户头脑中的抽象概念原型的描述,如概念名称、定义、属性等,直接映射为产品原型的描述,如模型约束、载荷等参数,借助DFFD的设计方法,帮助用户高效、可视化、互交的进行概念设计。最后用一个酒杯概念设计的例子介绍此方法的实际应用。关 键 词:概念设计;概念演化;DFFD中图分类号:TP391.72 文献标识码:A

ResearchofConceptualDesignBasedonDFFD

DAINing,LIAOWen he

(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016)

Abstract:Conceptualdesignisoneofthemostimportantactivitiesinnewproductdevelopmen.tInappro priatedesignconceptscouldresultinhighredesigncostanddelayinproductrealization.Thegenerationofconceptualdesignsisatime consumingandabstractdesignprocess.Inthiswork,weconcerntheinte grationoftheconceptualdesignandDFFD(DirectManipulationofFree FormDeformation)modelingmethod.Thepaperfirstlydepictstheuserconceptualrequirementfromthepointofviewofpsychology,definestheabstrac,tdescription,evolutionandprototypephasesandconstructstheconceptualevolutionprocessmode.lSecondly,webuildthemappingmechanismbetweentheconceptualdescriptionandDFFDmodelingparameter.Theuserconceptualrequirementinthebrain,suchasconceptualname,definition,attributesetc.,wasmappedtoDFFDmodelingparameter,suchasconstrain,tloadsetc.Finally,wetestourapproachbyanexampleofagobletconceptualdesignprocess,andtheresultshowsthatourmethodisfeasible,flexibleandeffective.Keywords:Conceptualdesign;Conceptualevolution;DFFD

一般情况下,在整个产品成本仅占约5%的设计过程将决定了75%~80%的产品成本,而设计过程中最重要的关键内容就是概念设计,它将最终决定一个产品在市场上是否具有竞争力。1984年Pahl和Beitz[1]在 EngineeringDesign 一书中提出!概念设计 这一名词后,人们就开始了广泛的研究,目前研究的重点主要在两个方面:概念设计方法学和概念信息模型描述与求解。概念设计方法学注重人性化和创新性的设计方法,如S.L.Qiu[3]的进化设计、冯培恩的产品基因设计、曹东兴的状态空间设计等;概念信息模型描述与求解,主要研究采用语言、几何模型、关系图等方法工具将概念模型中的内容通过信息模型去描述,使抽象的概念具体化,完成信息模型的求解,如曾

收稿日期:20040608

基金项目:国家科研攻关计划项目(2002BA104C)资助

作者简介:戴 宁(1978-),男(汉),江苏,博士研究生

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硝[6]在创新设计中提出全面描述产品设计信息和过程的立体设计模型、邹慧君[7]采用粗糙集理论处理概念设计中的求解过程、孔凡国[8]提出HIS(HybridIntelligentSystem)混合智能化的概念设计系统求解模型等。随着CACD(ComputerAidedConceptualDesign)计算机辅助概念设计的迅速发展,可以借助计算机可视化互交设计的优势,将上述的方法应用到快速概念设计中,而目前的概念设计方法主要采用用户和设计师交流需求信息,借助三维CAD造型软件来完成,但在造型过程中经常会出现如下问题:

(1)用户概念需求难以表达、无法和精确的模型相关联。(2)通用的CAD造型过程是精确造型,用户和设计师都很难在概念设计时就用准确的尺寸描述产品的外形、功能等。

(3)造型过程中的一些产品的表面变化复杂,设计师很难快速地给用户一个近似的产品模型。

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