現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃與可視優(yōu)化設(shè)計方法

現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃及可視優(yōu)化設(shè)計方法研究

作者：孫偉導(dǎo)師：聞邦椿教授2007年9月5日

博士論文答辯0緒論

產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要國家高度關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量工程建設(shè)國務(wù)院總理溫家寶指出，產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系人民群眾切身利益，關(guān)系企業(yè)的生存和發(fā)展，關(guān)系國家的形象。明確今后一個時期質(zhì)量工作的任務(wù)，就是要采取有力措施，努力提高我國產(chǎn)品質(zhì)量總體水平，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展。（2007年7月27日全國質(zhì)量工作會議）產(chǎn)品設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量有著本質(zhì)的和重要的影響產(chǎn)品總體性能及總成本的70%都由設(shè)計所決定，因此，有的專家說“產(chǎn)品設(shè)計是產(chǎn)品質(zhì)量的靈魂”。

聞邦椿教授所帶領(lǐng)的課題組，經(jīng)過長期努力，在國際國內(nèi)首先提出面向產(chǎn)品廣義質(zhì)量的綜合設(shè)計理論與方法新體系。

1選題背景0緒論

1選題背景綜合設(shè)計理論方法正是以全面提升產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量為最根本的目標(biāo)。綜合設(shè)計理論方法對產(chǎn)品質(zhì)量的分析0緒論

目前，對綜合設(shè)計法總體框架的研究已經(jīng)較為完善。出版專著

聞邦椿,張國忠,柳洪義.面向產(chǎn)品廣義質(zhì)量的綜合設(shè)計理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2007為了便于更好的應(yīng)用綜合設(shè)計法，使相關(guān)企業(yè)或部門取得實際的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在其理論框架下，一些具體的設(shè)計理念、技術(shù)和方法還有待進(jìn)一步深入研究。

本文主要進(jìn)行綜合設(shè)計法理論框架的產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃及可視優(yōu)化設(shè)計方法的研究，本文的研究是對綜合設(shè)計法的進(jìn)一步豐富和發(fā)展。2綜合設(shè)計理論方法的研究現(xiàn)狀0緒論產(chǎn)品設(shè)計的規(guī)劃是指用于指導(dǎo)設(shè)計的各種文件、方案和報表。設(shè)計規(guī)劃可以確保設(shè)計工作能夠高效、高質(zhì)量地被完成。目前，國內(nèi)外關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃的研究較少，尚未成為研究體系，且設(shè)計決策者及其他參與人員對此重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，有必要系統(tǒng)地研究產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃?？梢晝?yōu)化設(shè)計法是一種數(shù)字化設(shè)計方法，能在設(shè)計階段實現(xiàn)預(yù)測、檢驗產(chǎn)品各種性能和優(yōu)化設(shè)計方案、設(shè)計參數(shù)的功能。但是，目前學(xué)者們對可視優(yōu)化設(shè)計的認(rèn)識還不是很清楚，往往與虛擬設(shè)計相混淆，且對可視優(yōu)化設(shè)計的研究不夠全面。因此，研究可視優(yōu)化設(shè)計法也是有著重要的意義。

3研究產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃和可視優(yōu)化設(shè)計法的意義1綜合設(shè)計法體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用策略研究

2進(jìn)行了產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃具體方法研究，提出了3L/8D設(shè)計規(guī)劃法3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究4可視優(yōu)化設(shè)計法理論框架研究5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略與技術(shù)研究6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用

0緒論本文主要研究內(nèi)容1綜合設(shè)計法體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用策略研究綜合設(shè)計理論方法囊括了產(chǎn)品開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，可以概括為：設(shè)計規(guī)劃、功能優(yōu)化設(shè)計、技術(shù)設(shè)計（動態(tài)優(yōu)化設(shè)計、智能優(yōu)化設(shè)計、可視優(yōu)化設(shè)計）和設(shè)計質(zhì)量檢驗四個部分。1.1綜合設(shè)計法的理論體系明確綜合設(shè)計理論法的理論體系是有效應(yīng)用的前提1綜合設(shè)計法體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用策略研究由產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃，可以形成用于指導(dǎo)和管理產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)文檔；通過功能優(yōu)化設(shè)計，可以獲得滿足功能要求的、優(yōu)化的初步設(shè)計方案；通過技術(shù)設(shè)計，可以獲得具有結(jié)構(gòu)性能、工作性能和工藝性能全面優(yōu)化的產(chǎn)品；通過設(shè)計質(zhì)量檢驗，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，且可以對產(chǎn)品設(shè)計做一個全面地總結(jié)，對產(chǎn)品設(shè)計做出了科學(xué)的評價。

1綜合設(shè)計法體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用策略研究設(shè)計平臺是一個支持復(fù)雜信息環(huán)境下工程設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用集成和系統(tǒng)運行的軟件平臺。設(shè)計平臺對有效、快速實施相應(yīng)的設(shè)計理念，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量起到了重要的支撐作用。

因此，按綜合設(shè)計法的相關(guān)理論，創(chuàng)建綜合設(shè)計法的設(shè)計集成平臺應(yīng)該是應(yīng)用該方法的一個重要手段。

1.2綜合設(shè)計法的應(yīng)用策略如何將綜合設(shè)計理論法應(yīng)用到實際的產(chǎn)品設(shè)計中去是一個非常值得研究的問題??！1綜合設(shè)計法體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用策略研究從四個層次創(chuàng)建綜合設(shè)計法集成設(shè)計平臺

2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.1設(shè)計規(guī)劃的內(nèi)涵字典上的含義:設(shè)計規(guī)劃（DesignPlanning）就是要結(jié)合研發(fā)部門的內(nèi)部、外部環(huán)境，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計之前，圍繞該產(chǎn)品規(guī)劃其設(shè)計環(huán)境、設(shè)計思想、設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計的潛在問題分析和設(shè)計質(zhì)量評價等要素，形成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃報告，用于指導(dǎo)實際設(shè)計工作。

可以把設(shè)計規(guī)劃看成是對整個設(shè)計過程的一個預(yù)演(頭腦預(yù)演）。設(shè)計規(guī)劃是一個系統(tǒng)工程.

“規(guī)劃”一詞的意思是確定任務(wù)的發(fā)展方向以及具體的執(zhí)行過程。

設(shè)計規(guī)劃內(nèi)涵:

大到整個人類、一個國家，小到一個家庭、一個人都在不斷進(jìn)行著規(guī)劃工作，可以說“規(guī)劃決定著做事情的成敗”。十一五規(guī)劃，企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃等。2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.2設(shè)計規(guī)劃的重要性設(shè)計目標(biāo)不明確或定位不合理；設(shè)計過程缺乏有效的管理與質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量低下；設(shè)計理論方法選用不得當(dāng)，導(dǎo)致產(chǎn)品預(yù)期的功能與性能無法保證或產(chǎn)品缺乏創(chuàng)新。設(shè)計規(guī)劃并不是一項可有可無的工作，而是一項非常重要的工作。設(shè)計規(guī)劃可以使設(shè)計工作在高效、有序、高質(zhì)的狀態(tài)下被完成。確保設(shè)計出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

可以避免:可以實現(xiàn):從全局把握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的本質(zhì)；有效管理項目；確保設(shè)計可行性；提前預(yù)知并解決開發(fā)過程中有可能產(chǎn)生的矛盾和沖突；確保設(shè)計出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.3設(shè)計規(guī)劃的研究現(xiàn)狀日本學(xué)者M(jìn)izuno和AkaoQFD設(shè)計法，從顧客需求對設(shè)計進(jìn)行規(guī)劃；美國的KevinN.Otto和KristinL.Wood在《產(chǎn)品設(shè)計》一書中，他們把設(shè)計規(guī)劃工作稱之為“模糊前段”，即在確定被開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)入實施計劃之前所做的工作；

日本學(xué)者HidekiKobayashi從環(huán)保角度，在設(shè)計的早期階段要進(jìn)行產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行規(guī)劃

；美國學(xué)者L.Cheng等針對不確定的設(shè)計環(huán)境（包括市場和技術(shù)），提出公式化的規(guī)劃方法，利用該方法可使決策者面對幾個沖突的目標(biāo)，制定出合理的規(guī)劃。國內(nèi)外關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃方面的研究還是集中于一個方面，尚未成為研究體系

國外:國內(nèi):周勇建立了決策情勢分析模型對圍繞是否開發(fā)新產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)品規(guī)劃研究

楊勁用模糊設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣對設(shè)計過程進(jìn)行規(guī)劃；馬力偉等從設(shè)計時間估計、開發(fā)計劃制定和設(shè)計人員組織等方面進(jìn)行了產(chǎn)品設(shè)計過程規(guī)劃研究；劉天湖提出了面向設(shè)計任務(wù)的設(shè)計過程管理方法，對研發(fā)項目的任務(wù)進(jìn)行了規(guī)劃研究。

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2.43L/8D機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃規(guī)劃設(shè)計戰(zhàn)略層DesignStratagemLayer

包括：設(shè)計環(huán)境（DesignEnvironment）設(shè)計思想（DesignIdeas）設(shè)計目標(biāo)（DesignObjective）做什么？怎么做？怎么檢驗？規(guī)劃設(shè)計業(yè)務(wù)層DesignOperationLayer

包括：設(shè)計內(nèi)容（DesignContents）設(shè)計方法（DesignMethods）設(shè)計過程（DesignProcess）規(guī)劃設(shè)計檢驗層DesignInspectionLayer

包括：設(shè)計的潛在問題分析（DesignProblemAnalysis）設(shè)計質(zhì)量評價(DesignQualityAssessment)2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.5設(shè)計環(huán)境規(guī)劃產(chǎn)品的設(shè)計活動必然要與所處的環(huán)境相聯(lián)系。對設(shè)計環(huán)境的規(guī)劃研究主要體現(xiàn)在兩個工作內(nèi)容，一是對產(chǎn)品設(shè)計的環(huán)境影響要素進(jìn)行歸納和總結(jié)，二是提出合理的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境規(guī)劃方法。環(huán)境要素正因為設(shè)計環(huán)境的存在，使產(chǎn)品的設(shè)計面臨兩個可能，即環(huán)境威脅和環(huán)境機(jī)遇。設(shè)計者應(yīng)努力避開環(huán)境威脅，而積極掌握環(huán)境機(jī)遇，從而使設(shè)計出的產(chǎn)品給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，給社會帶來社會效益。2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.5設(shè)計環(huán)境規(guī)劃（1）研發(fā)產(chǎn)品定位這里的定位包含兩層含義，一是具體開發(fā)什么產(chǎn)品，二是要開發(fā)的產(chǎn)品在該類產(chǎn)品中檔次定位（即高端、中端和低端的劃分）。

設(shè)計環(huán)境規(guī)劃方法（2）設(shè)計環(huán)境分析以待研發(fā)的產(chǎn)品為核心，對照社會環(huán)境、自然環(huán)境、技術(shù)環(huán)境各要素進(jìn)行分析，明確哪些環(huán)境要素是有利的（環(huán)境機(jī)遇），哪些環(huán)境要素是有害的（環(huán)境威脅）（3）配置合理的設(shè)計環(huán)境回避環(huán)境威脅策略研究和掌握環(huán)境機(jī)遇策略研究2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.6設(shè)計思想規(guī)劃（1）為具體的設(shè)計方法指引方向（2）推動產(chǎn)品創(chuàng)新想法決定生活，理念決定設(shè)計

（1）綠色設(shè)計思想（2）協(xié)同設(shè)計思想（3）模塊設(shè)計思想（4）創(chuàng)新設(shè)計思想（5）綜合化與集成化設(shè)計思想決策者可以制定出自己所處團(tuán)隊的設(shè)計指導(dǎo)思想，這些思想是設(shè)計工作人員進(jìn)行設(shè)計工作的行動指南。

要注意隨著時代的發(fā)展，逐步修正設(shè)計思想。

設(shè)計思想的重要性幾種有影響力的設(shè)計思想

設(shè)計思想規(guī)劃

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2.7設(shè)計目標(biāo)規(guī)劃

設(shè)計目標(biāo)（DesignObjective）是設(shè)計人員通過實際的設(shè)計工作最終要達(dá)到狀態(tài)或水平的功能性描述。具有戰(zhàn)略性、明確性和可度量性的特點。

其中前兩個因素對產(chǎn)品設(shè)計目標(biāo)的制定有最直接的影響，稱之為硬因素，而后兩個是從宏觀上影響著設(shè)計目標(biāo)的制定，稱之為軟因素。影響制定設(shè)計目標(biāo)的因素2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.7設(shè)計目標(biāo)規(guī)劃分三步進(jìn)行設(shè)計目標(biāo)規(guī)劃2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.8設(shè)計內(nèi)容規(guī)劃一般機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容規(guī)劃要對照設(shè)計目標(biāo)，確定將要進(jìn)行的具體設(shè)計工作是什么，進(jìn)而形成產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書。

2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.8設(shè)計內(nèi)容規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容規(guī)劃流程設(shè)計任務(wù)規(guī)劃決策模型2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.9設(shè)計方法規(guī)劃設(shè)計方法（DesignMethods）是支持工程設(shè)計人員高效完成設(shè)計工作的具體工具和手段。據(jù)不完全統(tǒng)計大約有60多種方法，聞邦椿教授對這些方法進(jìn)行了科學(xué)的分類。

設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方法三者存在緊密地聯(lián)系，可以將設(shè)計方法理解為連接設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計內(nèi)容的橋梁或紐帶，因此在進(jìn)行設(shè)計方法規(guī)劃時，要結(jié)合設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計方法規(guī)劃的內(nèi)容來進(jìn)行。其中向量O為設(shè)計目標(biāo)向量,M為設(shè)計方法矩陣，C為設(shè)計內(nèi)容向量，n為目標(biāo)數(shù)量

設(shè)計方法規(guī)劃方程2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法2.10設(shè)計過程規(guī)劃綜合設(shè)計法的設(shè)計過程設(shè)計過程（DesignProcess）是指圍繞設(shè)計目標(biāo)的一系列求解活動。2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.10設(shè)計過程規(guī)劃

設(shè)計過程規(guī)劃的基本任務(wù)是：結(jié)合設(shè)計任務(wù)、設(shè)計方法以及現(xiàn)有的各種資源進(jìn)行合理地規(guī)劃設(shè)計步驟、劃分設(shè)計任務(wù)、確定各設(shè)計任務(wù)所需時間段、具體組織設(shè)計人員和提出更好管理設(shè)計過程的方法等。可分為四步：（1）確定合理的設(shè)計步驟；（2）科學(xué)地劃分設(shè)計任務(wù)；（3）制定具體的設(shè)計計劃；（4）提出合理的設(shè)計過程管理策略。設(shè)計過程規(guī)劃步驟設(shè)計任務(wù)劃分要注意設(shè)計任務(wù)的獨立性并行性集成性2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.10設(shè)計過程規(guī)劃設(shè)計計劃是對設(shè)計過程分階段完成情況的描述，該計劃可以向項目管理者提供設(shè)計活動在某一時間段所處的狀態(tài)或某一時間點設(shè)計應(yīng)有的進(jìn)展情況。制定設(shè)計計劃設(shè)計過程的管理策略涵蓋了相關(guān)文件法規(guī)的制定、設(shè)計過程的質(zhì)量管理與動態(tài)管理等多項內(nèi)容，是項目管理者或決策者應(yīng)該深入思索的問題

設(shè)計過程管理策略2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.11設(shè)計潛在問題分析設(shè)計潛在問題分析的目標(biāo)就是要通過對設(shè)計過程中可能發(fā)生的問題進(jìn)行尋找、歸類，進(jìn)而制定相應(yīng)的預(yù)防措施。采用風(fēng)險分析的四步法來對可能發(fā)生的問題進(jìn)行分析。2現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品3L/8D設(shè)計規(guī)劃方法

2.11設(shè)計質(zhì)量檢驗規(guī)劃明確設(shè)計質(zhì)量的含義綜合設(shè)計理論方法中對設(shè)計質(zhì)量已有了明確地論述。確定檢驗方法，事前檢驗，事后檢驗3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.1計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃概述

計算機(jī)輔助設(shè)計規(guī)劃（ComputerAidedDesignPlanning）是指在設(shè)計規(guī)劃研究中利用計算機(jī)技術(shù)并結(jié)合相應(yīng)的規(guī)劃原理對產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃進(jìn)行研究，具體包括創(chuàng)建可視化的操作系統(tǒng)、對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計與分析評判、生成相應(yīng)的分析報告等內(nèi)容，此項研究可以加速設(shè)計規(guī)劃進(jìn)程，并可以為項目管理者提供科學(xué)的決策依據(jù)。在產(chǎn)品設(shè)計的初級階段，對機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計起決定性作用的還是人的創(chuàng)造性思維，而計算機(jī)只是輔助人們進(jìn)行分析與決策的一個工具。

3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.2顧客需求重要度評判系統(tǒng)開發(fā)顧客需求對產(chǎn)品開發(fā)有著重大的影響,在設(shè)計規(guī)劃中，要對這些需求加以評價，確定出重要程度大的需求作為設(shè)計目標(biāo)，而拋棄重要程度小的需求。（1）創(chuàng)建顧客需求重要度模型

用三元組模型來表示。（2）重要度評判方法

將顧客需求重要度模糊數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)重要度模型進(jìn)行比較，采用計算貼近度的方法來實現(xiàn)。

功能模塊求解原理3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.2顧客需求重要度評判系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

主界面3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.2顧客需求重要度評判系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

需求錄入界面需求統(tǒng)計界面3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.2顧客需求重要度評判系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

需求重要度模型貼近度計算3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究3.2顧客需求重要度評判系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

報告自動生成模塊利用VB的RichTextbox控件存儲整個重要性評判過程

3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.3顧客的模糊聚類系統(tǒng)開發(fā)

面向不同的顧客群生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，企業(yè)只有充分了解顧客才能占領(lǐng)市場。將顧客進(jìn)行分類，有助于企業(yè)科學(xué)地定位自己的產(chǎn)品。以下，將通過分析顧客需求的差異性將潛在顧客進(jìn)行分類。功能模塊求解原理利用模糊聚類技術(shù)

模糊聚類分析的基本流程可以表述如下，包括：獲得待處理數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、建立模糊相似矩陣、聚類、分類的F檢驗等步驟

3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.3顧客的模糊聚類系統(tǒng)開發(fā)主界面3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究分類方案截值分類情況顯著性115類，每一個顧客單獨一類效果不顯著20.8424類，顧客1與4為一類，其余各自為1類效果不顯著30.8083類，顧客1、3、4為一類，其余各自為一類效果顯著40.7832類，顧客1、3、4為一類，顧客2、5為一類效果特別顯著50.7251類，所有顧客為1類效果不顯著3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.4設(shè)計資源搜索系統(tǒng)開發(fā)對于一個專門生產(chǎn)某一類產(chǎn)品的企業(yè)，在長期的生產(chǎn)實踐中通常會積累大量的設(shè)計資源。在做產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃時，要充分考慮現(xiàn)有的各種設(shè)計資源而確定最終的設(shè)計任務(wù)。本節(jié)開發(fā)的系統(tǒng)，能夠評判現(xiàn)有設(shè)計任務(wù)與各設(shè)計實例的相似程度。

功能模塊求解原理求解設(shè)計需求與實例庫之間貼近度利用點與點、點與區(qū)間、區(qū)間與區(qū)間之間相似度判定方法

3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.4設(shè)計資源搜索系統(tǒng)開發(fā)主界面3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究3.4設(shè)計資源搜索系統(tǒng)開發(fā)需要說明的是，該系統(tǒng)可以作為企業(yè)設(shè)計資源管理程序的一部分，當(dāng)求解出設(shè)計需求與各實例的貼近程度以后，還需要訪問各實例具體的技術(shù)文件（例如圖紙資料、文檔資料等）

3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.5設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)代化的產(chǎn)品設(shè)計通常是將設(shè)計任務(wù)分解為若干子任務(wù)。設(shè)計任務(wù)分解的好壞，直接影響產(chǎn)品的研發(fā)周期和總體成本。本節(jié)將開發(fā)出設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)，應(yīng)用本系統(tǒng)能夠判定某一任務(wù)分解方案的合理性，減少或消除各子任務(wù)之間的資源沖突和過程沖突。

功能模塊求解原理（1）應(yīng)用設(shè)計任務(wù)樹模型描述設(shè)計任務(wù)（任務(wù)分解）；（2）進(jìn)行相關(guān)性評判；（3）將耦合度超過規(guī)定值任務(wù)合并，重新規(guī)劃子任務(wù)；（4）進(jìn)一步分解一級子任務(wù)；（5）輸出任務(wù)分解報告。3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究3.5設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)開發(fā)主界面本實例中取閾值為0.6，運動學(xué)設(shè)計與動力學(xué)設(shè)計相關(guān)度超過閾值。3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.5設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)開發(fā)主界面創(chuàng)建設(shè)計任務(wù)創(chuàng)建任務(wù)相關(guān)度模型3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.6設(shè)計質(zhì)量綜合評判系統(tǒng)開發(fā)

在對產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究中，也要考慮如何評價產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。本節(jié)以機(jī)械產(chǎn)品的“三大性能”為評判指標(biāo)，按模糊綜合評判原理，用VB軟件開發(fā)出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量評判系統(tǒng)。應(yīng)用此系統(tǒng)，可對機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量做出科學(xué)的判斷。

功能模塊求解原理采用模糊綜合評判主要涉及考慮因素集、權(quán)重向量、評判集、評判結(jié)論集和模糊評價矩陣4種模糊運算，模糊變換法、以“乘”代替“取小”、以“加”代替“取大”和加權(quán)平均法。3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.6設(shè)計質(zhì)量綜合評判系統(tǒng)開發(fā)以三大性能位評判指標(biāo)，設(shè)計質(zhì)量二級綜合模糊評判流程3計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃研究

3.6設(shè)計質(zhì)量綜合評判系統(tǒng)開發(fā)4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.1可視優(yōu)化設(shè)計法的研究背景可視優(yōu)化設(shè)計法的本質(zhì)可視優(yōu)化設(shè)計法是一種數(shù)字化設(shè)計方法，強(qiáng)調(diào)在整個設(shè)計過程中全面應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，對機(jī)器及系統(tǒng)進(jìn)行模型構(gòu)建、功能模擬和過程仿真等。目前研究狀況

已成為研究熱點，眾多學(xué)者對加工、裝配、工作狀況、控制過程等問題進(jìn)行可視化研究，取得了很多成果。

研究的不足，研究及應(yīng)用多集中于單一目標(biāo)，缺乏從宏觀角度應(yīng)用該方法對產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)的全過程進(jìn)行全面而系統(tǒng)地研究。我們的研究方法總結(jié)與歸納這些分散研究成果的基礎(chǔ)上，將宏觀研究與微觀研究相結(jié)合起來，提出該方法的理論框架，并進(jìn)行實際應(yīng)用研究4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.2可視優(yōu)化設(shè)計法的定義在可視化的操作環(huán)境中，通過采用建模仿真、動態(tài)優(yōu)化分析等技術(shù)，對整個產(chǎn)品的各種性能進(jìn)行仿真，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品性能、提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的目的?？梢晝?yōu)化設(shè)計法具有可視性、預(yù)測性和優(yōu)化性等特點?？梢曅?/p>

（1）設(shè)計時要有一個實現(xiàn)可視化的計算機(jī)軟件；（2）整個可視化的計算過程；

（3）可視化地模擬加工、裝配過程和機(jī)器各種性能；（4）仿真計算結(jié)果以圖表顯示等。

預(yù)測性在真實產(chǎn)品被制造出之前，可以對零件的可加工性、可裝配性、運動學(xué)和動力學(xué)狀態(tài)、工作情況和控制過程進(jìn)行預(yù)測和檢驗，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷及錯誤。預(yù)測性還對降低產(chǎn)品成本，縮短研發(fā)周期有著重要的意義。優(yōu)化性指應(yīng)用可視優(yōu)化設(shè)計法，可以通過數(shù)學(xué)規(guī)劃或?qū)追N設(shè)計方案、幾種設(shè)計參數(shù)進(jìn)行比較，從中選出最優(yōu)的，從而達(dá)到優(yōu)化的目的，4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.2可視優(yōu)化設(shè)計法的定義可視優(yōu)化設(shè)計與虛擬設(shè)計的區(qū)別：感官上的不同

虛擬技術(shù)通常以虛擬現(xiàn)實作為支撐技術(shù)，它不僅強(qiáng)調(diào)可視，而且包括可聽、可聞、可觸等。可視優(yōu)化設(shè)計僅僅強(qiáng)調(diào)可視，可以說是有限范圍內(nèi)的虛擬技術(shù)。所需軟硬件不同

進(jìn)行虛擬設(shè)計研究通常需要頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等硬件系統(tǒng)，而一般高檔微機(jī)就可以進(jìn)行可視優(yōu)化技術(shù)的研究。4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.3可視優(yōu)化設(shè)計法的研究內(nèi)容

通過可視優(yōu)化設(shè)計，可以對機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能、工作性能和工藝性能進(jìn)行檢驗與優(yōu)化。可視優(yōu)化設(shè)計具體包括以下6個方面內(nèi)容，即運動學(xué)狀態(tài)可視化、動力學(xué)狀態(tài)可視化、工作過程可視化、控制過程可視化、加工制造過程可視化和裝配過程可視化。

可視優(yōu)化設(shè)計法從內(nèi)容上主要強(qiáng)調(diào)兩方面內(nèi)容，即“檢驗”和“優(yōu)化”。檢驗的目的是發(fā)現(xiàn)原有設(shè)計的錯誤或缺陷，優(yōu)化的目的是獲得具有各方面性能較優(yōu)越的產(chǎn)品。4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.4可視優(yōu)化設(shè)計法的技術(shù)流程

創(chuàng)建模型是進(jìn)行可視優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)可視優(yōu)化設(shè)計法的技術(shù)流程各模型之間的關(guān)系。4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.5可視優(yōu)化設(shè)計法的關(guān)鍵技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用的可視優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是建立在交叉學(xué)科基礎(chǔ)上，結(jié)合了大量的應(yīng)用力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、信息技術(shù)，涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)可概括為以下四方面?？梢晝?yōu)化設(shè)計法技術(shù)基礎(chǔ)4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.6可視優(yōu)化設(shè)計法的主要研發(fā)軟件進(jìn)行可視優(yōu)化設(shè)計時，需要幾種軟件作為支撐平臺進(jìn)行研究?，F(xiàn)把常用的軟件按其重點應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分類，可分為三維建模類、工程模擬類、控制仿真類、有限元計算類、軟件開發(fā)編程類及其他軟件類等,見表1

類

別研

發(fā)

軟

件三維建模用于創(chuàng)建實體模型，常見的有SolidWorks、Pro/E、Catia、UG等。工程模擬模擬研究對象的運動學(xué)、動力學(xué)特性及工作運行狀況，常見的有ADAMS、DADS、SIMPACK等?？刂品抡嬗糜谀M產(chǎn)品的控制過程，優(yōu)化控制策略，最常見的軟件是Matlab/Simulink。有限元計算類用于求解動應(yīng)力、動應(yīng)變、固有動態(tài)特性、動響應(yīng)等。常見的軟件有ANSYS、NASTRAN、MARC等。軟件開發(fā)編程用于二次開發(fā)或自行開發(fā)可視化仿真系統(tǒng)。常見的軟件有VB、VC++、Delphi、VisualFortran等和圖形化編程語言O(shè)penGL。其它軟件實際研究中可能用到的其它軟件，可能有CAM、CAPP、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)軟件4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.6可視優(yōu)化設(shè)計法的應(yīng)用原則實施可視優(yōu)化設(shè)計法時，并非對任何機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計過程中都要進(jìn)行這6方面的可視化仿真，應(yīng)用中應(yīng)有所側(cè)重，對于某一確定的機(jī)械產(chǎn)品，在設(shè)計中一般應(yīng)用一種或幾種可視優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計類

別應(yīng)

用

原

則運動學(xué)可視化主要應(yīng)用在運動情況難以想象、運動空間難以確定、運動軌跡要求嚴(yán)格的機(jī)構(gòu)。如汽車、并聯(lián)機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等。動力學(xué)可視化主要應(yīng)用在對結(jié)構(gòu)可靠性要求較高的機(jī)械設(shè)備，如大型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、大型振動篩等。

工作過程可視化主要應(yīng)用在運行參數(shù)難以確定、樣機(jī)費用高、工作環(huán)境難以模擬的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，如在深?；蛱展ぷ鞯臋C(jī)器人、武器等?？刂七^程可視化主要應(yīng)用在控制過程復(fù)雜、對控制效果要求高的機(jī)械系統(tǒng)，用常規(guī)方法，很難找到最佳的控制策略和最合適的控制參數(shù)。如混合動力汽車。加工過程可視化主要應(yīng)用在毛坯制造困難、原材料價格昂貴、零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要繁瑣的加工工藝方能完成的零件。裝配過程可視化主要應(yīng)用在零件數(shù)目多、裝配工藝復(fù)雜、產(chǎn)品柔性度大的機(jī)械產(chǎn)品，如汽車。4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.7運動學(xué)狀態(tài)可視優(yōu)化設(shè)計運動學(xué)狀態(tài)可視化在研究層次上分為兩種，一種是開發(fā)可視化的運動學(xué)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可視化的操作界面，可以接受用戶輸入的仿真參數(shù)，能以圖形、圖表和動畫顯示運算結(jié)果。另一種是建立在三維實體模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行運動學(xué)仿真研究。

以三維實體模型為核心的運動學(xué)狀態(tài)可視化研究保證具有良好的運動性能4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.8動力學(xué)狀態(tài)可視優(yōu)化設(shè)計動力學(xué)狀態(tài)可視優(yōu)化研究步驟保證具有良好的動力學(xué)性能4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.9工作過程可視優(yōu)化設(shè)計工作過程可視化研究流程保證具有良好的工作性能4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.10控制過程可視優(yōu)化設(shè)計控制過程可視化研究流程保證具有良好的工作性能4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.11加工過程可視優(yōu)化設(shè)計加工過程可視化仿真流程

保證具有良好的加工性能4可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架4.12裝配過程可視優(yōu)化設(shè)計裝配過程可視化研究流程第一層次:采用一個常見的三維CAD軟件就可完成這個任務(wù)，常見的有SolidWorks、Pro/E、Catia等。第二層次裝配過程可視化研究需要大量軟件組成集成軟件系統(tǒng)作為支持，在很多環(huán)節(jié)還要自行開發(fā)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。除三維建模類軟件外，還要應(yīng)用編程類、數(shù)據(jù)庫類等。保證具有良好的裝配性能5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略與技術(shù)研究

5.1產(chǎn)品設(shè)計平臺的內(nèi)涵

產(chǎn)品的設(shè)計水平是決定企業(yè)競爭能力最關(guān)鍵的要素。面對如此高競爭的市場環(huán)境，創(chuàng)建相應(yīng)的設(shè)計平臺來實現(xiàn)快速設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新的思想日益受到科技人員及企業(yè)界的高度重視。

設(shè)計平臺研究背景本文認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計平臺的內(nèi)涵是：在一定的設(shè)計理念指導(dǎo)下，面向特定的產(chǎn)品族，集成各種先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)及各種資源，實現(xiàn)快速、高效開發(fā)新產(chǎn)品和支持產(chǎn)品創(chuàng)新等多項功能的軟件集成平臺。

設(shè)計平臺的內(nèi)涵5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略與技術(shù)研究

5.2產(chǎn)品設(shè)計平臺的研究現(xiàn)狀H.F.Zhan等以多功能汽車為研究對象，創(chuàng)建了一個開放式設(shè)計系統(tǒng)；H.Y.K.Lau等提出并創(chuàng)建了一個以多媒體為基礎(chǔ)的人機(jī)交互可視化設(shè)計平臺；KuhlmannA等描述了德國的兩個著名汽車公司（奧迪和寶馬）創(chuàng)建了自動設(shè)計和優(yōu)化的設(shè)計平臺來加快新型汽車的研發(fā)過程；國外

朱煜等針對并聯(lián)類裝備，創(chuàng)建了并聯(lián)類裝備虛擬產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)；袁清珂等為東莞市福地電子材料有限公司開發(fā)了產(chǎn)品集成設(shè)計開發(fā)平臺；張曉東等從軟件的集成使用上進(jìn)行研究，開發(fā)了CAD/CAE/CAPP/CAM集成支持服務(wù)平臺。國內(nèi)從研究現(xiàn)狀上看，還存在以下不足：

（1）缺少對設(shè)計平臺創(chuàng)建過程中共性技術(shù)的總結(jié)；（2）只關(guān)注技術(shù)上的實現(xiàn)，缺乏是否創(chuàng)建平臺、創(chuàng)建什么樣平臺的決策問題的研究；

（3）對創(chuàng)建設(shè)計平臺技術(shù)流程的研究還不夠充分。

5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略與技術(shù)研究

5.3可視優(yōu)化設(shè)計平臺體系結(jié)構(gòu)

可視優(yōu)化設(shè)計平臺應(yīng)滿足以下7個功能要求：

（1）能夠完成核心功能；（2）具有可視化的操作界面和良好的人機(jī)交互環(huán)境；

（3）擁有快速建模的輔助系統(tǒng)；（4）良好的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；（5）創(chuàng)建設(shè)計平臺成本應(yīng)盡量最低；（6）應(yīng)具有可擴(kuò)展性、可修改性；（7）安全可靠的用戶管理

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5.4設(shè)計平臺功能模塊及實現(xiàn)方法

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5.5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略對于一個企業(yè)，在創(chuàng)建可視優(yōu)化設(shè)計平臺時可遵循以下16字方針，分別是：“自我評價、追求效益、力求節(jié)約、分步實現(xiàn)”，這16字方針可以作為可視優(yōu)化設(shè)計平臺的構(gòu)建策略，在平臺的實際開發(fā)中起著重要的指導(dǎo)作用。創(chuàng)建設(shè)計平臺的影響因素設(shè)計平臺的構(gòu)建策略5可視優(yōu)化設(shè)計平臺構(gòu)建策略與技術(shù)研究

5.6可視優(yōu)化設(shè)計平臺創(chuàng)建過程創(chuàng)建過程需求分析的流程6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.1并聯(lián)機(jī)床概述

圍繞該并聯(lián)機(jī)床進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計、運動學(xué)可視化、動力學(xué)可視化、工作過程可視化、裝配過程可視化等環(huán)節(jié)研究。

并聯(lián)機(jī)床（也稱之為并聯(lián)機(jī)器人機(jī)床）是機(jī)器人技術(shù)和機(jī)床技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是并聯(lián)機(jī)器人在制造業(yè)的一個重要應(yīng)用。

并聯(lián)機(jī)床具有高剛度、高承載能力、高速度、高精度以及重量輕、機(jī)械機(jī)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點，已經(jīng)在工業(yè)界廣泛應(yīng)用。

本實例研究的并聯(lián)運動機(jī)床是一種能夠?qū)崿F(xiàn)三維純平移運動的機(jī)床，該機(jī)床有3個驅(qū)動桿具有三個自由度，對應(yīng)每個驅(qū)動桿的運動幅分別是虎克鉸（T）、移動副（P）、虎克鉸（T）。

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)在SolidWorks環(huán)境下，用Vb進(jìn)行開發(fā)開發(fā)方法功能模塊開發(fā)意義

對并聯(lián)運動機(jī)床進(jìn)行可視優(yōu)化設(shè)計，在很多環(huán)節(jié)都要操作機(jī)床的三維實體模型或從三維實體模型中提取質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動慣量等幾何或物理量，因此創(chuàng)建能夠快速進(jìn)行并聯(lián)運動機(jī)床各零部件三維實體造型的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)有著重要的意義。

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

主界面6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

（1）零件的參數(shù)化設(shè)計（1）分析零件結(jié)構(gòu)（2）用宏錄制繪制模型過程（3）在VB中設(shè)計界面（4）編輯代碼實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計實現(xiàn)步驟

經(jīng)過對零件通套的結(jié)構(gòu)分析，確定總長度、外徑、內(nèi)徑、配合圓盤直徑、虎克鉸位置、虎克鉸配合直徑等6個參數(shù)為控制通套的外形和結(jié)構(gòu)的參數(shù)，而把與配合無關(guān)或結(jié)構(gòu)上并無太大影響的圓盤厚度、配合面長度等作為隱式參數(shù)，隱式參數(shù)與顯示參數(shù)存在著一定的函數(shù)關(guān)系。

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

（2）零件的自動裝配1）保證相關(guān)零件尺寸關(guān)聯(lián)實現(xiàn)方法PrivateSubText3_Change()hukeZ.Text1.Text=Text3.Text’虎克銷配合直徑d與虎克鉸座配合直徑d關(guān)聯(lián)EndSub6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

（2）零件的自動裝配2）檢驗各關(guān)聯(lián)尺寸對關(guān)聯(lián)6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

（2）零件的自動裝配3）進(jìn)行自動裝配a)零件可裝配性檢驗b)插入零件c)增加配合約束。操作步驟：6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.2并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)

（3）數(shù)據(jù)存儲與管理

數(shù)據(jù)管理模塊的功能定義為兩個，分別是存儲與管理某個設(shè)計方案的所有模型數(shù)據(jù)和調(diào)用某個方案的數(shù)據(jù)快速生成相應(yīng)的實體模型。調(diào)用某方案參數(shù)進(jìn)行實體模型創(chuàng)建流程圖6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究（1）運動學(xué)機(jī)理分析（2）功能模塊確定（3）系統(tǒng)開發(fā)并聯(lián)機(jī)床的運動學(xué)包括機(jī)床位置的正逆解求解、動平臺以及驅(qū)動桿的速度特性計算和分析、動平臺以及驅(qū)動桿的加速度特性計算和分析等。功能模塊開發(fā)方法6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

主界面6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

（1）位置分析模塊

位置正解分析是已知驅(qū)動桿的位置變化求解動平臺參考點相對應(yīng)的位置，逆解分析是已知參考點的位置變化求解驅(qū)動桿相對應(yīng)的位置。位置分析可以檢驗一組結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)所確定的機(jī)床運動是否平緩，有無突變現(xiàn)象等。

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

（2）速度分析模塊

兩種情況，分別是：動平臺由指定位置出發(fā)沿坐標(biāo)軸方向運動，驅(qū)動桿運動速度變化情況，對應(yīng)于速度分析1；動平臺在某一z坐標(biāo)下，沿任一直線運動和圓周運動驅(qū)動桿運動速度變化情況，對應(yīng)于速度分析2。6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

（3）加速度分析模塊分成兩種情況，加速度分析1主要求解動平臺參考點沿坐標(biāo)軸方向作直線運動時，驅(qū)動桿加速度變化情況；加速度分析2用于求解動平臺在指定z截面上沿任一直線和圓周運動時，驅(qū)動桿加速度變化情況。6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

（4）實時仿真模塊

主要技術(shù)：1）圖形曲線繪制方法2）動畫實現(xiàn)方法

VB中繪制三維圖形Timer控件驅(qū)動仿真6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.3運動學(xué)狀態(tài)可視化研究系統(tǒng)實現(xiàn)

（5）數(shù)據(jù)管理模塊對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類管理，可以在數(shù)據(jù)存儲與管理界面上隨時調(diào)用運動學(xué)研究中生成的各種計算結(jié)果，各計算結(jié)果對應(yīng)的參數(shù)也同時存儲到數(shù)據(jù)文件中。主要技術(shù)1）數(shù)據(jù)存儲RichtextBox控件2）圖形存儲SavePicture控件

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.4動力學(xué)狀態(tài)可視化研究

主要步驟：1）創(chuàng)建有限元模型2）施加約束3）選擇求解方法4）求解5）提取模態(tài)等步驟第1階第2階第3階第4階第5階用ANSYS軟件6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.5工作過程可視化研究應(yīng)用ADAMS軟件進(jìn)行工作過程可視化研究流程(1)基于ADAMS的并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化建模方法

1）參數(shù)化建模分析2）參數(shù)化建模實現(xiàn)3）創(chuàng)建對話框

4）創(chuàng)建菜單由簡單到復(fù)雜6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.5工作過程可視化研究(1)基于ADAMS的并聯(lián)機(jī)床參數(shù)化建模方法1）創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)庫

2）創(chuàng)建一個宏用來修改6個設(shè)計點位置3）對話框的實現(xiàn)

創(chuàng)建自定義菜單

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.5工作過程可視化研究(2)對創(chuàng)建的參數(shù)化模型進(jìn)行工作過程仿真主要步驟包括：1）添加約束2）添加驅(qū)動3）建立測量4）顯示結(jié)果當(dāng)動平臺做半徑為200mm角速度為0.5rad/s的圓周運動時各驅(qū)動桿速度的變化情況

6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.5工作過程可視化研究(3)用CAD系統(tǒng)進(jìn)行零件設(shè)計與裝配體設(shè)計(4)對較精確的模型進(jìn)行進(jìn)一步工作過程可視化仿真驗證6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.6

裝配過程可視化研究裝配層析模型裝配過程可視化仿真流程6可視優(yōu)化設(shè)計法在并聯(lián)運動機(jī)床設(shè)計中的應(yīng)用6.6

裝配過程可視化研究7全文總結(jié)、創(chuàng)新點和展望7.1全文總結(jié)簡要闡述了本文的選題背景和研究意義；

對綜合設(shè)計法的理論框架做了進(jìn)一步深入地研究與概括；

在總結(jié)和分析與產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了3L/8D產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃理論方法；用計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計規(guī)劃幾個重要環(huán)節(jié)的輔助規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā)，具體包括創(chuàng)建了顧客需求重要度評判系統(tǒng)、顧客的模糊聚類分析系統(tǒng)、設(shè)計實例搜索系統(tǒng)、設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)、設(shè)計質(zhì)量的模糊評判系統(tǒng)；進(jìn)行了現(xiàn)代機(jī)械可視優(yōu)化設(shè)計方法及實現(xiàn)措施研究；在介紹產(chǎn)品設(shè)計平臺內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，重點研究了搭建可視優(yōu)化設(shè)計平臺的策略與技術(shù)；以東北大學(xué)自主研制3-TPT并聯(lián)運動機(jī)床為例，采用可視優(yōu)化設(shè)計法對其進(jìn)行了研究。

7全文總結(jié)、創(chuàng)新點和展望7.2主要創(chuàng)新點（1）按設(shè)計的流程將綜合設(shè)計法的體系結(jié)構(gòu)劃分為設(shè)計規(guī)劃、功能優(yōu)化設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和設(shè)計檢驗四部分內(nèi)容。提出了用創(chuàng)建設(shè)計平臺的方法來實施綜合設(shè)計法，并將該設(shè)計平臺功能結(jié)構(gòu)概括為界面層、應(yīng)用層、技術(shù)層和環(huán)境層。

（2）提出了3L/8D產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃理論方法，即從設(shè)計戰(zhàn)略、設(shè)計業(yè)務(wù)、設(shè)計質(zhì)量檢驗三個層面，設(shè)計環(huán)境、設(shè)計思想、設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計的潛在問題分析和設(shè)計質(zhì)量評價等8個環(huán)節(jié)，來對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行全面規(guī)劃。

（3）圍繞3L/8D產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃方法，用VisualBasic軟件開發(fā)了顧客需求重要度評判系統(tǒng)、顧客的模糊聚類分析系統(tǒng)、設(shè)計實例搜索系統(tǒng)、設(shè)計任務(wù)分解及相關(guān)性評判系統(tǒng)、設(shè)計質(zhì)量的模糊評判系統(tǒng)。

（4）確立了可視優(yōu)化設(shè)計法的理論框架，并對運動學(xué)和動力學(xué)狀態(tài)、工作過程和控制過程、加工制造和裝配過程等可視優(yōu)化設(shè)計的具體內(nèi)容也進(jìn)行了研究。并以并聯(lián)運動機(jī)床為實例，做了可視優(yōu)化設(shè)計法的應(yīng)用研究。

（5）提出了構(gòu)建可視優(yōu)化設(shè)計平臺的16字的策略，即

“自我評價、追求效益、力求節(jié)約、分步實現(xiàn)”。提出了搭建該平臺的6個關(guān)鍵步驟，分別是：現(xiàn)場調(diào)研、需求分析、制定規(guī)劃、實際開發(fā)、功能測試和投入使用。

7全文總結(jié)、創(chuàng)新點和展望7.3展望開發(fā)3L/8D產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)。例如，選用.NET或J2EE平臺，開發(fā)出基于網(wǎng)絡(luò)的可視化的設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)。

將結(jié)合某一具體產(chǎn)品，研究開發(fā)可視優(yōu)化設(shè)計平臺。提出面向企業(yè)推廣綜合設(shè)計法的具體方案，進(jìn)一步做好相應(yīng)技術(shù)系統(tǒng)的研制工作。謝謝！教師專業(yè)發(fā)展評鑑

推動策略姚素蓮一、學(xué)校擁有發(fā)展課程的決定權(quán)：我們?nèi)绾螞Q定？課程決定的信心多大？課程決定規(guī)準(zhǔn)是主觀？客觀？專業(yè)？隨意？檢視課程理論與學(xué)校現(xiàn)場二、教師自主決定：１.課程設(shè)計２.教學(xué)實施３.學(xué)生輔導(dǎo)４.教學(xué)評量５.班級經(jīng)營教師的專業(yè)知能如何？

三、教師專業(yè)表現(xiàn)１.建構(gòu)學(xué)校課程、教材２.靈活有效啟發(fā)學(xué)生３.培養(yǎng)學(xué)生帶著走的能力四、教師專業(yè)自主的省思１.教師自主VS.專業(yè)提升２.自主衝突VS.專業(yè)判斷３.判斷標(biāo)準(zhǔn)VS.衝突、和諧４.職場現(xiàn)象VS.專業(yè)知識五、評鑑為溝通與協(xié)商的歷程推動策略宣導(dǎo)→溝通→實作

↑↓培訓(xùn)檢討評鑑回饋←結(jié)果運用←人員

實用正當(dāng)可行具體壹、宣導(dǎo)一、對象：行政人員、教師、家長二、教師專業(yè)發(fā)展需求日殷三、評鑑的本質(zhì)與目的是為教師專業(yè)發(fā)展四、試辦是找可行性和發(fā)現(xiàn)執(zhí)行問題五、學(xué)校對教師專業(yè)發(fā)展評鑑提供支持六、試辦的選擇權(quán)在學(xué)校和教師七、並非為解決不適任教師八、試辦期程自９５年～９８年有補(bǔ)助經(jīng)費，加速學(xué)校本位發(fā)展貳、溝通一、澄清疑慮１.與不適任教師、考績..等脫鉤２.是教師專業(yè)形象的重塑二、透過對話建立互信三、評鑑計劃回歸學(xué)校本位四、實施計畫、配套措施、支持系統(tǒng)同步規(guī)劃實施計畫含：（一）評鑑內(nèi)容：１.課程設(shè)計與教學(xué)２.班級經(jīng)營與輔導(dǎo)３.研究發(fā)展與進(jìn)修４.敬業(yè)精神與態(tài)度（二）評鑑人員（三）評鑑方式（四）評鑑時程（五）評鑑結(jié)果的運用五、引領(lǐng)教師了解評鑑指標(biāo)意涵＊評鑑指標(biāo)可自訂，亦可參考已研發(fā)之規(guī)準(zhǔn)評鑑人員在評鑑時，以所列規(guī)準(zhǔn)和項目為依據(jù)。工具若有錯誤，結(jié)果必打折。好的工具應(yīng)符合：1.教育現(xiàn)場需求2.有效評量出所要達(dá)到的目標(biāo)。參、實作一、掌握回歸教學(xué)現(xiàn)場，化評鑑於無形的原則二、輔導(dǎo)建置教學(xué)檔案三、擬訂實用可行的評鑑方式四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具一、掌握回歸教學(xué)現(xiàn)場，化評鑑於無形的原則1.全面宣導(dǎo)。自願參與鼓勵參與全面參與。2.成立評鑑推動委員會，討論評鑑計劃。3.透過工作坊(讀書會)方式詮釋評鑑規(guī)準(zhǔn)、內(nèi)涵、示例..等。4.經(jīng)由討論決定評鑑模式、工具..等二、輔導(dǎo)建置教學(xué)檔案教育專業(yè)被挑戰(zhàn)！專業(yè)的尊嚴(yán)－是贏來的，而非爭來的.

專業(yè)的權(quán)威－是來自別人的肯定，而非自我的認(rèn)定.建置教學(xué)檔案是展現(xiàn)教師專業(yè)能力簡易、具體的措施教學(xué)檔案的定義一、教師是教學(xué)檔案的主體二、教學(xué)檔案的要項是有系統(tǒng)的、有結(jié)構(gòu)的三、教學(xué)檔案的內(nèi)容是反省與對話的歷程四、教學(xué)檔案的目的是促進(jìn)教學(xué)專業(yè)發(fā)展教學(xué)檔案含一、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)理念之陳述二、檔案計畫與組織三、課程的計畫四、作業(yè)的樣本（含對作業(yè)的解說與標(biāo)題）五、師生的互動情形六、學(xué)習(xí)成就記錄七、個人的成長及反省八、他人的回饋及建議九、自我專業(yè)成長的記錄十、對檔案的評述三、實用可行的評鑑方式:(一).對話(二).審閱教學(xué)檔案(三).教室觀察(四).教學(xué)計畫(五).作業(yè)調(diào)閱對話訪談模式有:1.非正式訪談2.導(dǎo)引式訪談3.標(biāo)準(zhǔn)化開放式訪談4.封閉式訪談(一).對話說明目的→使參與者感到輕鬆→促使人際互動1.要有議題.2.對話內(nèi)容要有準(zhǔn)備.3.論述要有辯証,勿淪於各抒己見.訪談要領(lǐng)1.確認(rèn)錄音(錄影)正常運作2.一次只問一個問題3.過程保持中立4.鼓勵多發(fā)表意見5.紀(jì)錄時不忘注意受訪者表情6.順利移轉(zhuǎn)主題訪談方法與發(fā)問技巧

1.選取符合主題需要人員.2.先談事實的問題,再談爭論性問題.3.先討論現(xiàn)況,再討論過去或未來的事4.讓受訪者自由發(fā)揮感覺.對話(訪談)1.以開放性問題引起討論問題.如:您以為目前的教學(xué)環(huán)境如何?2.激發(fā)與會者提出不同想法.如:我不認(rèn)為有那麼糟,您以為呢?3.達(dá)到初步共識後:引入更深入討論.如:我們可以怎麼做?4.討論離題時,需回到主題.5.盡量不要過度贊同與會者意見.6.盡量不發(fā)表個人意見.7.錄音或即時紀(jì)錄要點.(二).審閱教學(xué)檔案評量要項一.檔案目錄二.個人專業(yè)背景三.課程教學(xué)設(shè)計與省思四.學(xué)習(xí)成果評量五.班級經(jīng)營與輔導(dǎo)六.個人專業(yè)成長*注意事項1.不論是教師成長或?qū)W生作品樣本均須同一教學(xué)單元,其因為:a.能真正深入教學(xué)整體的各細(xì)部,有效協(xié)助教師反思與專業(yè)成長.b.一次一個單元不會造成過度負(fù)擔(dān)較易引導(dǎo)教師分析反省自己.2.簡要解釋每一個作品內(nèi)容的標(biāo)題和註解3.對教學(xué)及作品反省思考.4.檔案內(nèi)容要逐年更改.屬直接觀察教學(xué)行為、察看環(huán)境與設(shè)備,以了解實際行為、環(huán)境現(xiàn)況的方法.含:1.教學(xué)環(huán)境佈置.2.學(xué)習(xí)形式組織.3.師生互動.4.靜態(tài)文件資料.如:教師檔案、學(xué)習(xí)檔案、作業(yè)、會議記錄.(三).教室觀察:教室觀察方法:1.準(zhǔn)備紀(jì)錄單／檢核表.2.觀察並紀(jì)錄每一項的行為或存在事實.3.可同時紀(jì)錄次數(shù)、人數(shù),以符合程度、量化依據(jù).4.留意紀(jì)錄單未載之行為或情形.5.簡單紀(jì)錄行為發(fā)生或事物存在之現(xiàn)場環(huán)境.6.觀察次數(shù)要足夠,避免斷章取義.教室觀察注意事項:一.要蒐集具有代表性的事實資料,不必蒐集全部資料二.掌握新發(fā)現(xiàn)問題,並進(jìn)一步蒐集相關(guān)資料以為驗證三.有效運用時間:1.觀察教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)2.與學(xué)生晤談

3.觀察對象要廣泛,觀察要完整a.觀察課外活動情形b.查閱評鑑與績效管理情形c.分析學(xué)生近期表現(xiàn)資料d.分析特殊學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)錄4.把重點擺在影響學(xué)生表現(xiàn)的原因(四).教學(xué)計畫一.教學(xué)目標(biāo)1.掌握教材內(nèi)容~能連結(jié)舊經(jīng)驗與新概念.2.設(shè)計教學(xué)方案~依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計教學(xué)活動並提供切合教學(xué)目標(biāo)的補(bǔ)充教材.3.系統(tǒng)呈現(xiàn)教材二.活用教學(xué)策略~善用不同教學(xué)方法；善於發(fā)問.三.善用評量回饋~評估學(xué)習(xí)表現(xiàn)提供回饋與指導(dǎo).

(五).作業(yè)調(diào)閱1.作業(yè)內(nèi)容要項分布是否平均?2.學(xué)生作業(yè)品質(zhì).3.教師批閱是否適切~批閱的時間、方式進(jìn)度、評語..等等作業(yè)訂正是否追蹤?四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具1.課程計畫編寫自我檢核表2.課程計畫編寫課發(fā)會檢核表3.教學(xué)檔案建置指標(biāo)檢核表4.教學(xué)環(huán)境佈置檢核表5.教室觀察表6.班級經(jīng)營表現(xiàn)(檢核表)教室觀察量表1.教室管理技巧2.維持適當(dāng)?shù)慕淌倚袨?.集中並維持學(xué)生的注意力4.提供學(xué)生複習(xí)與練習(xí)的機(jī)會5.展現(xiàn)發(fā)問技巧6.呈現(xiàn)多種教學(xué)方式7.營造一個積極的教室氣氛8.促進(jìn)正向的自我概念9.佈置積極教室環(huán)境教學(xué)效能教室觀察表一.學(xué)科教學(xué)能力1.導(dǎo)引學(xué)習(xí)方向2.清楚呈現(xiàn)教材3.運用多種教學(xué)技巧4.提供練習(xí)與回饋5.有效利用時間二.班級經(jīng)營能力1.維持班級秩序2.鼓勵正向行為表現(xiàn)3.實施生活教育4.表達(dá)清晰5.板書適當(dāng)6.正向的師生互動教學(xué)效能教室觀察表臺北縣○○國小教師教學(xué)評鑑—「教室觀察」檢視表

基本資料授課教師（）老師學(xué)習(xí)領(lǐng)域（）學(xué)習(xí)領(lǐng)域授課班級（）年（）班教材來源□教科書（）版本□其他

教學(xué)日期

年月日時分觀察者指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨建議1瞭解學(xué)校課程計畫的內(nèi)涵□持續(xù)參與領(lǐng)域課程計畫□徹底執(zhí)行彈性學(xué)習(xí)課程□設(shè)計校本課程相關(guān)主題與活動設(shè)計□規(guī)劃補(bǔ)救或銜接教學(xué)□自編教材或?qū)W習(xí)單□教學(xué)札記□□2瞭解學(xué)校課程的架構(gòu)□了解學(xué)校願景□了解校本課程主題□參與教科書評選□了解重大大議題融入領(lǐng)域教學(xué)□□□□□□

指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨建議3參與學(xué)校課程的發(fā)展□參與課程發(fā)展小組的座談、研討□與行政人員、教師意見交流、對話□學(xué)校課程地圖充分運用□積極參與學(xué)年（班群）、班親會會議□學(xué)生課程活動紀(jì)錄□教學(xué)札記□

4分析可運用的教學(xué)資源□思賢公園□文化藝術(shù)中心□新莊運動公園□署立臺北醫(yī)院□大眾廟□慈祐宮□廣福宮□文昌祠□新莊老街□傳統(tǒng)行業(yè)□導(dǎo)護(hù)商店□自然公園

5研擬適切的教學(xué)計畫□教學(xué)計畫設(shè)計週延□活動安排與學(xué)校行事曆相結(jié)合□運用家庭聯(lián)絡(luò)簿進(jìn)行個別輔導(dǎo)□注意學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗□流暢的教學(xué)歷程

6編選適切的教學(xué)材料□教材與學(xué)生身心發(fā)展相合□採用教科書版本經(jīng)過分析、整理□社區(qū)資源融入教材□教學(xué)材料與學(xué)生生活經(jīng)驗相融合□

指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨建議7規(guī)劃適切的學(xué)習(xí)評量□筆試□口試□表演□實作□自我評量□小組討論□實踐□同儕互評□

8編選適當(dāng)?shù)脑u量工具□文字描述的□圖畫的□量化的測驗□檔案記錄的評量□口語的評量□□□□□

指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨建議9.營造有利於學(xué)習(xí)的情境□配合教學(xué)單元佈置教室□佈置欄分類呈現(xiàn)□佈置欄內(nèi)物品沒有掉落□掃除用具排列整齊□粉筆槽整理乾淨(jìng)□黑板只呈現(xiàn)該單元內(nèi)容□學(xué)生桌面整潔□學(xué)生抽屜不雜亂□教師桌面整齊□桌椅排放整齊□公物維修良好□打開窗戶讓教室光線充足、通風(fēng)□美化、綠化教室□教室內(nèi)外保持整潔□維護(hù)教室內(nèi)設(shè)備如CD收錄音機(jī)、電視、錄放影機(jī)等清潔?！跎险n秩序良好□□

指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨建議指標(biāo)觀察紀(jì)錄或資料來源省思暨