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什么是概念设计?

编辑:必威官网登录管理咨询    分类:必威官网设计    时间:2015-06-16 09:59:03

在确定设计任务之后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本的求解途径,得出求解方案,这一部分的工作叫概念设计。


一、概念设计过程

分析顾客需求到生成概念产品的过程叫产品的概念设计过程。下图是概念设计的过程模型。


概念设计的过程模型


概念产品设计的过程是由产品需求映射到功能,由功能映射到原理,由原理映射到概念产品的过程。下面是概念设计的流程图。


概念设计的流程图


二、产品的功能设计

产品的功能设计、原理设计和结构设计是概念设计的核心内容,它们的一些基本设计方法具有普遍的意义。


产品的功能设计,其主要任务是确定某个抽象层次的功能,分解功能,建立功能树和功能结构。


1、功能树

产品的功能是由若干子功能构成的。各个子功能可以构成功能树。如下图所示:


功能树


一个产品往往是由许多功能组成的。一些是主要功能,一些是次要功能,在设计过程中为了实现一个功能,又要确定它的子功能或次要功能,这个过程叫功能分解或建立功能结构树。


2、功能元

子功能可进行分解为功能元,功能元是功能的基本单位。常见的基本功能元有物理功能元、逻辑功能元、数学功能元、电子功能元和化学功能元。


①物理功能元反映系统中能量、物料、信号变化的基本动作。它又可分为“转变--复原”功能元、“放大--缩小”功能元、“变向--反向功能元”、“连接--分离功能元”等基本功能元。


②数学功能元是构成计数动作的基本功能元。如加和减、乘和除、乘方和开方、积分和微积分等数学机构。


③逻辑功能元包括“与”、“或”、“非”三元逻辑动作,主要用于控制功能。


④电子功能元是构成数字化世界的基本功能元,没有电子功能元的世界是无法想象的,电子功能元是信息化社会的基本载体。


⑤化学功能元是能源动力的基本功能元。在能源枯竭的那一天,化学功能元的作用将会发挥到最大限度,将会带来一场新设计的革命,打破传统观念,重新设计人类和社会。


3、功能结构

多个子功能之间的互相协调过程叫功能结构,只有子功能的相互作用才能形成高层或主要功能的作用或效能。常用的功能结构有串联结构、并联结构和环形结构等。


①串联结构:又称顺序结构,它反映了子功能之间的因果关系或时间、空间的顺序关系。其基本形式如下图所示。


串联结构


②并联结构:几个功能作为手段共同达到一个目的,或同时完成某些子功能后才能实行下一个子功能,则这几个分功能处于并联关系。如下图所示。


并联结构


③环形结构:又称循环结构,输出反馈为输入的结构,如下图所示,是按逻辑条件进行分析,满足一定条件循环进行的结构。


环形结构


建立功能结构的目的是为了在概念设计的初级阶段就引入产品装配过程约束,使设计的产品具有良好的结构,能在形成概念产品时有效进行装配。


功能结构的实现是各种工作流、信息流、能量流等作用的结果。如下图所示:


功能结构的作用结果



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