[發(fā)明專利]基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法

有效

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• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102902866A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝泳濤;樓狄明
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的建模方法，特別是涉及一種基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法。?

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計以智能化，集成化為主要發(fā)展方向。從設(shè)計的本質(zhì)來看，產(chǎn)品設(shè)計的過程是為了實現(xiàn)特定目標而在復(fù)雜約束關(guān)系下的抽象與實現(xiàn)過程，產(chǎn)品設(shè)計的主要過程可以分為概念設(shè)計、裝配框架設(shè)計、以及詳細設(shè)計這幾個過程，其中，產(chǎn)品的概念設(shè)計是最重要的一環(huán)，常見的概念設(shè)計基礎(chǔ)理論有Qian.L和Gere.JS提出的FBS模型，Suh?NP提出的公理化設(shè)計理論，金熙哲提出的在FBS模型下，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行專家系統(tǒng)進行訓(xùn)練，張廣軍，郭敦兵等人在公理化設(shè)計中建立改進型功能樹，另外，還有很多學者引入遺傳算法或者擴展功能矩陣在產(chǎn)品概念設(shè)計或概念設(shè)計的的功能求解上。?

產(chǎn)品概念設(shè)計目前存在的問題是，從功能反映產(chǎn)品概念設(shè)計往往受到設(shè)計者的認知和對產(chǎn)品功能的理解，功能結(jié)構(gòu)的劃分等主觀因素的影響，目前在FBS模型基礎(chǔ)上的產(chǎn)品概念設(shè)計主要設(shè)計導(dǎo)向集中在產(chǎn)品的功能上，而對功能-行為-結(jié)構(gòu)模型中的行為研究非常缺乏，行為連接了產(chǎn)品功能與結(jié)構(gòu)兩個重要模塊，但是當前對產(chǎn)品行為以及行為作用機理的研究還存在很大空白。?

因此我們需要一種基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的種種缺失，實為目前急待解決的問題。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種更加智能化的基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法，以避免產(chǎn)品設(shè)計受設(shè)計者主觀因素的干擾。?

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法，其包括：1)在行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)下定義由至少一個行為元組成的多個行為群落；2)通過混合Petri網(wǎng)建立產(chǎn)品行為流生態(tài)系統(tǒng)模型，而完成行為群落之間信息傳遞；以及3)依據(jù)設(shè)計動力學規(guī)則，將產(chǎn)品的行為流變化結(jié)合物質(zhì)狀態(tài)信息，映射產(chǎn)品的功能以及結(jié)構(gòu)，最終形成產(chǎn)品的具體構(gòu)造。?

在本發(fā)明的基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法中，生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)包括由行?為層、自行為層分別向外映射的功能層與結(jié)構(gòu)層構(gòu)成的縱向部分以及由所述行為層、功能層與結(jié)構(gòu)層各自的演變過程構(gòu)成的橫向部分，其中，行為層到功能層的映射是從產(chǎn)品的行為-功能的客觀到主觀的映射實現(xiàn)，而行為層到結(jié)構(gòu)層的映射是從產(chǎn)品的行為-結(jié)構(gòu)映射后產(chǎn)品行為的物質(zhì)實現(xiàn)。行為層的演變過程是從不可再分的行為元迭代匯聚成行為群落，再由行為群落與同層次的物質(zhì)狀態(tài)進行結(jié)合，通過生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)換、信息傳遞以及能量流動，得到生態(tài)系統(tǒng)的目標狀態(tài)的過程。功能層的演變過程是從初始的功能元形成子功能，再由各種子功能最后形成總功能的過程。結(jié)構(gòu)層的演變過程是由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單元庫從抽象到具體的不斷細化，最后形成產(chǎn)品具體構(gòu)造的過程。設(shè)計動力學規(guī)則是在滿足設(shè)計熵增加的情況下，設(shè)計動力勢能與局部聚合勢能保持守恒。?

如上所述，本發(fā)明的基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法主要是在行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)下定義由至少一個行為元組成的行為群落，并通過混合Petri網(wǎng)建立產(chǎn)品行為流生態(tài)系統(tǒng)模型，而實現(xiàn)行為群落之間信息傳遞，且依據(jù)設(shè)計動力學規(guī)則，將產(chǎn)品的行為流變化結(jié)合物質(zhì)狀態(tài)信息，映射產(chǎn)品的功能以及結(jié)構(gòu)，從而最終完成產(chǎn)品的具體構(gòu)造，進而解決傳統(tǒng)產(chǎn)品模型設(shè)計受設(shè)計者主觀因素的干擾而帶來的問題，達到智能設(shè)計與進化的目的。?

附圖說明

圖1為顯示本發(fā)明的基于行為流生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)動機產(chǎn)品設(shè)計方法的操作流程圖。?

圖2為顯示基于產(chǎn)品行為流的生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)圖。?

圖3為顯示發(fā)動機結(jié)構(gòu)與行為流流程圖。?

圖4A至4D分別顯示發(fā)動機的進氣、壓縮、燃燒、排氣四個行為群落的Petri網(wǎng)模型圖。?

圖5為顯示直列四缸汽車發(fā)動機的Petri網(wǎng)總流程圖。?

圖6A為顯示設(shè)計熵及行為群落J的變化趨勢圖。?

圖6B為顯示設(shè)計熵及行為群落Y的變化趨勢圖。?

圖6C為顯示設(shè)計熵及行為群落S的變化趨勢圖。?

圖6D為顯示設(shè)計熵及行為群落P的變化趨勢圖。?

元件標號說明?

S100~S102????????步驟?

具體實施方式