公理设计下功能解耦方法的研究

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1、ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONFUNCTIONDECOUPLINGMETHODUNDERAXIOMATICDESIGNbyWangWeiSupervisor:Prof.TanRunhuaDr.JiangPingMarch2012Thisworksupportedbythenationalnaturalsciencefoundation，No.51105128.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作

2、所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务，学校有权按有关规定向国家有关

3、部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文公理设计下功能解耦方法研究摘要随着用户对产品要求的不断个性化，以及产品所涉及的技术和科学领域广泛化，迫使对创新的程度要求越来越高，其复杂程度也越来越强。公理设计，指出可以将公理应用在设计领域，使设计有法可依，并判断出优良的设计决策。对于复杂产品的研究，其领域间的映射过程可以反映设计者的思路，其公理和推论及定理的应用，使原先从经验发展来的设计准则有了科学依据。论文分析了发生在功

4、能域和结构域之字形映射下的耦合产生的原因，从无耦合设计的成功概率最大的角度说明了对耦合研究的必要性，在研究国内外学者在公理设计和功能解耦的研究成果的基础上，提出了可以将公理设计与裁剪结合，并引入进化模式，调用其模式下的参考建议，以达到解耦的目的。（1）分析功能相互影响的耦合设计的特点，结合基于功能模型的裁剪的过程，从功能分析的角度，提出基于裁剪的解耦策略，把以数学表达形式的设计矩阵赋予了工程涵义，并指出构建功能模型是关键。（2）描述了公理设计矩阵与裁剪结合的过程。所述的功能模型要求以设计参数为输入输出，功能要求为作用关系，针对此功能模型的特点，在公理设计矩阵到设计结构矩阵转化过程的基础上，

5、结合表达功能要求和设计参数、设计参数与设计参数的复合矩阵的特点，确定出该功能模型。最后按实际情况进行模块划分简化设计。（3）在裁剪过程与进化模式相结合的基础上，结合裁剪的分类形式、公理设计的定理和推论，参照相应的进化模式下的建议，来解决工程问题，以缩短设计时间。（4）以常规游梁式抽油机和电动刷式过滤器为例，其中游梁式抽油机的分析建立在模块化的功能模型基础之上，结合裁剪与进化模式、公理设计相关理论，得出多种设计方案，与市场上的抽油机改良相对应。电动刷式过滤器则是应用该模型，对其进行改进，得出新的方案。关键词：公理设计，解耦，功能模型，裁剪，游梁式抽油机，电动刷式过滤器i公理设计下功能解耦方法

6、研究ii河北工业大学硕士学位论文RESEARCHONFUNCTIONDECOUPLINGMETHODUNDERAXIOMATICDESIGNABSTRACTThespaceofproductinnovationhasbeenunprecedentedexpansionandthedegreeofinnovationrequirementbecomeshigher,astheindividuationanddiversificationoftheproductforcustomer.Withthewidelytechnology,thecomplexityofproductismoreand

7、morestrong.Thepowerfulcompetitionpressurecompelsmanufacturetopursuitnewcreativeandtechnology.TheAxiomaticDesign(AD)proposedbySuhteamemphasizesthedesignregularityandlayered.Forcomplexproducts,themappingbetweenFunc