一.概念設(shè)計過程
從分析客戶需求到生成概念產(chǎn)品的過程稱為產(chǎn)品的概念設(shè)計過程。下圖是概念設(shè)計的流程模型。
概念設(shè)計的過程是從產(chǎn)品需求到功能、從功能到原理、從原理到概念產(chǎn)品的映射過程。以下是概念設(shè)計的流程圖。
第二，產(chǎn)品的功能設(shè)計
產(chǎn)品的功能設(shè)計、原理設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計是概念設(shè)計的核心內(nèi)容，它們的一些基本設(shè)計方法具有普遍意義。
產(chǎn)品功能設(shè)計的主要任務(wù)是確定一個抽象層次的功能，分解功能，建立功能樹和功能結(jié)構(gòu)。
1.功能樹
產(chǎn)品的功能由幾個子功能組成。每個子功能可以形成一個功能樹。如下圖所示:
一個產(chǎn)品通常由許多功能組成。有些是主要功能，有些是次要功能。在設(shè)計過程中，為了實現(xiàn)一個功能，需要確定它的子功能或次要功能。這個過程稱為功能分解或功能結(jié)構(gòu)樹構(gòu)建。
2.功能元素
功能可以分解成功能單元，功能單元是功能的基本單位。常見的基本功能要素包括物理功能要素、邏輯功能要素、數(shù)學(xué)功能要素、電子功能要素和化學(xué)功能要素。
(1)物理功能單元反映系統(tǒng)中能量、物質(zhì)和信號變化的基本作用。又可分為“轉(zhuǎn)化-恢復(fù)”功能成分、“放大-縮小”功能成分、“變化-逆轉(zhuǎn)功能成分”、“連接-分離功能成分”等基本功能成分。
②數(shù)學(xué)功能單位是計數(shù)動作的基本功能單位。加減乘除、冪和平方根、積分和微積分等數(shù)學(xué)機構(gòu)。
③邏輯功能元素包括AND、OR和NOT三值邏輯動作，主要用于控制功能。
④電子功能單元是構(gòu)成數(shù)字世界的基本功能單元。沒有電子功能單元的世界是不可想象的。電子功能單元是信息社會的基本載體。
⑤化學(xué)功能單元是能源動力的基本功能單元。在能源枯竭的那一天，化學(xué)功能元素的作用將得到充分發(fā)揮，從而帶來一場新的設(shè)計革命，打破傳統(tǒng)觀念，重新設(shè)計人類和社會。
3.機能結(jié)構(gòu)
多個子功能之間協(xié)調(diào)的過程稱為功能結(jié)構(gòu)，只有子功能之間的相互作用才能形成高層次或主要功能的作用或效率。常用的功能結(jié)構(gòu)有串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)。
①序列結(jié)構(gòu):又稱順序結(jié)構(gòu)，反映子功能之間的因果關(guān)系或時間、空間的先后關(guān)系。其基本形式如下圖所示。
②并行結(jié)構(gòu):如果以幾個功能為手段，共同實現(xiàn)一個目標(biāo)，或者可以同時完成一些子功能，然后才能執(zhí)行下一個子功能，那么這些子功能就是并行關(guān)系。如下圖所示。
③環(huán)形結(jié)構(gòu):又稱循環(huán)結(jié)構(gòu)，輸出反饋即輸入結(jié)構(gòu)。如下圖所示，是按照邏輯條件進行分析，滿足一定條件進行循環(huán)的結(jié)構(gòu)。
建立功能結(jié)構(gòu)的目的是在概念設(shè)計的初級階段引入產(chǎn)品裝配工藝約束，使設(shè)計的產(chǎn)品具有良好的結(jié)構(gòu)，在形成概念產(chǎn)品時能夠有效裝配。
該結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)是工作流、信息流和能量流等多種功能共同作用的結(jié)果。如下圖所示:
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