現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(2)

1、第一章1現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入豐富和完善而非獨(dú)立與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的全新設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特征：以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心以設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)因此現(xiàn)代設(shè)計(jì)師以理論指導(dǎo)為主經(jīng)驗(yàn)為輔的一種設(shè)計(jì)2現(xiàn)代設(shè)計(jì)原則功能滿足原則質(zhì)量保障原則 工藝優(yōu)良原則經(jīng)濟(jì)合理原則社會(huì)實(shí)用原則3產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身包括產(chǎn)品定義概念設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)四個(gè)階段4按選擇支配因素的不同 把設(shè)計(jì)過(guò)程分為順序過(guò)程模型設(shè)計(jì)為中心的模型并行設(shè)計(jì)模 型 動(dòng)態(tài)過(guò)程模型四大類5順序過(guò)程模型的支配因素是為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與降低成本6設(shè)計(jì)為中心的模型的支配因素hi產(chǎn)品的質(zhì)量與成本7并行設(shè)計(jì)模型的支配因素是產(chǎn)品的質(zhì)量及推向市場(chǎng)的時(shí)間&動(dòng)態(tài)過(guò)

2、程模型的驅(qū)動(dòng)力是產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間9總：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程模型的支配因素：時(shí)間質(zhì)量 成本 環(huán)境10.無(wú)論采用何種策略 質(zhì)量功能布置都是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的可選方法并且在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段 選用11.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法按其設(shè)計(jì)的領(lǐng)域和內(nèi)容大體上可以分為 實(shí)名稱謂法計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法分段設(shè)計(jì)方法12.三維軟件完成功能：建立三維幾何模型尺寸標(biāo)注 局部修改 產(chǎn)生彩色明暗圖 剖切和生成各種視圖，裝配圖分解，連接多種工程和分析和加工， 測(cè)量模塊，實(shí)現(xiàn)加工動(dòng)態(tài)仿真等。第二章1，逆工程產(chǎn)品開發(fā)模式1）逆向設(shè)計(jì)2）仿真制造3）設(shè)計(jì)檢驗(yàn)綜上所述，對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行三維自動(dòng)測(cè)量并提供與下游技術(shù)過(guò)程的接口是逆工程設(shè)計(jì)開 發(fā)系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的一步，

3、快速原型制造和快速模型制作則是逆工程產(chǎn)品開發(fā)的最終目 標(biāo)。2逆工程設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)的基本逆工程主要通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)采樣，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)恢復(fù)及修補(bǔ)，原始部件的分解，模型信息處理及CAD模型的建立，部件裝配，產(chǎn)品功能模擬，再設(shè)計(jì)等。3逆工程技術(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采樣數(shù)據(jù)的完整性，盡可能短的設(shè)計(jì)周期，盡可能低的設(shè)計(jì)成本，標(biāo)準(zhǔn)部件的利用率，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。3.坐標(biāo)測(cè)量公為接觸式和非接觸式兩大類目前這些專用逆工程CAD軟件或模塊建模技術(shù)主要基于兩種理論上基礎(chǔ)NURBS曲面理論及三角BEZIER曲面理論5. SURFACE在逆工程中的基本處理過(guò)程：點(diǎn)處理，線處理，面處理1）點(diǎn)處理過(guò)程2）曲線創(chuàng)建過(guò)程3）曲面創(chuàng)建

4、過(guò)程4）CLASSI曲面應(yīng)用第三章1.虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)又稱靈境技術(shù)， 是人的想象力的電子學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng) 綜合技術(shù)。2.虛擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的特征。交互性沉浸性想象3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)： 動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)，實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)， 立體顯示和傳 感器技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具，系統(tǒng)集成技術(shù)4.虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件與軟件：1）常用的輸入設(shè)備：三維鼠標(biāo)，手持式操縱器，數(shù)據(jù)手套，數(shù)據(jù)衣，語(yǔ)音識(shí)別2）常用的輸出設(shè)備：立體聲耳機(jī)，立體眼鏡，頭盔式顯示器3）虛擬現(xiàn)實(shí)常用的開發(fā)軟件：OPENGL CAD 3DS-MAX ,， 典型的VR軟件包括有MR WTK VRMN CULT3D等5.VR的觀察方法：紅藍(lán)眼

5、鏡方法，液晶眼鏡方法和頭盔等。第四章1.并行工程是集成地并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及相關(guān)的各種過(guò)程的系統(tǒng)方法2.并行工程與并行設(shè)計(jì)的關(guān)系：并行工程的核心是并行設(shè)計(jì)，并行設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)哲理， 是在原有信息集成的基礎(chǔ)上，集成，并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，它更強(qiáng)調(diào)功能上和過(guò)程上集成，在優(yōu)化和重組產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科，多領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，從而達(dá)到壓縮產(chǎn)品上市時(shí)間，降低成本的目的3.并行工程通常由過(guò)程管理，工程設(shè)計(jì)，質(zhì)量管理，生產(chǎn)制造，支持環(huán)境等五個(gè)系統(tǒng)所組 成4.并行工程的特點(diǎn)：基于集成制造的并行性并行有序 群組協(xié)同 面向工程的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)5.面向工程的設(shè)計(jì)有：面向裝配的設(shè)計(jì)，面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)，面向成本的

6、設(shè)計(jì)6.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)包括：過(guò)程仿真，加工過(guò)程仿真，生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度仿真等第五章1.線框造型是計(jì)算機(jī)圖形的最基本表達(dá)，它在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和CAD/CAM技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中得到最早應(yīng)用，同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的一種三維造型方法，它是曲面造型，實(shí)體造型的基礎(chǔ) 優(yōu)點(diǎn)：1，用線框建立的物體模型，只有離散的空間線段，沒(méi)有實(shí)在的面，所以比較容易處理，2,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)量小，處理容易3,繪圖顯示速度快4,容易得到物體的正投影，軸測(cè)投影等視圖2.曲面造型是通過(guò)對(duì)實(shí)體的各個(gè)表面進(jìn)行描述而構(gòu)造實(shí)體模型的一種建模方法3.常見(jiàn)的參數(shù)曲面有貝齊爾曲面，B樣條曲面，孔斯曲面，非均勻有理B樣條曲面等4.貝齊爾曲面具有凸包性，幾何不變

7、性，可交換性5.實(shí)體造型是以基本實(shí)體體素采用并，交，差等組合運(yùn)算來(lái)構(gòu)成三維物體的一種建模方法6.常用的實(shí)體造型方法有：幾何體素法，邊界表示法，混合模式表示法7.特征是為了表達(dá)產(chǎn)品的完整信息，是一組與零件描述相關(guān)的信息集合8.特征造型分類：按產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的性質(zhì)特征分為：形狀特征，精度特征，管理特征，技 術(shù)特征，材料特征，裝配特征9.參數(shù)化設(shè)計(jì)主要具有以下特點(diǎn)：基于特征，全尺寸約束， 全數(shù)據(jù)相關(guān)，尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改10.尺寸驅(qū)動(dòng)的幾何模型由幾何元素，尺寸約束和拓?fù)浼s束組成第6章快速原型技術(shù)6.1研究快速原型技術(shù)的最初目的是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。6.1.1快速原型制造技術(shù)的概念： 原型是指用

8、來(lái)建造未來(lái)模型或系統(tǒng)基礎(chǔ)的一個(gè)模型或系統(tǒng)。 原型可以飛為物理原型和分析原型。物理原型是近似或直接為產(chǎn)品的有形實(shí)體表示。分析原型是產(chǎn)品的非有形表示。概念：快速成型技術(shù)是一種借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，或用實(shí)體反求方法采集的到有關(guān)圓形或零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和材料的祝賀信息，從而獲得目標(biāo)原型的概念并建立數(shù)字化描述模型， 然后將這些信息輸入計(jì)算機(jī)控制機(jī)電集成制造系統(tǒng)，通過(guò)逐點(diǎn)、逐面進(jìn)行材料的“三維堆砌”成型，在經(jīng)過(guò)必要的處理，使其在外觀、強(qiáng)度和性能等方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確 地制造原型或?qū)嶋H零件、部件的現(xiàn)代化方法。一般來(lái)說(shuō)，物體成型的方式可分為三類：去除成型、凈尺成型和添加成 _（下三段）6.1.2發(fā)

9、展與現(xiàn)狀：目前存在的問(wèn)題：成本高、精度低、應(yīng)用難以開展等。新的研究主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）新型工藝方法的研究，如：多種材料組織的熔融沉積成型、層掃描光固化法、侵入式 光成型、直接光成型、光成型表面廣順工藝等方法。（2）多種材料的使用（3）成型精度的提高（4）相關(guān)工藝技術(shù)的不斷成熟（精度成型技術(shù)是指零件成型后，僅需少量的加工或不 許加工，就可作機(jī)械及構(gòu)件的成型技術(shù)，它是一類先進(jìn)制造技術(shù)。（5）應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大。6.2快速成型系統(tǒng)原理快速原型技術(shù)（RP）的思路源于三維實(shí)體唄切割成一系列微小單元的逆過(guò)程?？焖僭图夹g(shù)是利用“離散-堆積”的與傳統(tǒng)去除加工方法相反的一種加工方法，并擁有同時(shí)處理多

10、種材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的獨(dú)特功能，能自動(dòng)、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變成具有一定功能的產(chǎn)品原型或直接制造零部件。目前，快速成型制造技術(shù)的原理 都是采用分層累加法，即利用CAG在計(jì)算機(jī)上構(gòu)成產(chǎn)品的三維模型，并聲稱STL文件，經(jīng)過(guò)分層切片等步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，之后計(jì)算機(jī)根據(jù)模型各層 輪廓的信息，控制材料在工作臺(tái)上一層一層地堆積，逐層疊加并最終形成原型產(chǎn)品?？焖僭图夹g(shù)的具體過(guò)程如下：（1）產(chǎn)品塞維模型的構(gòu)造；（2）產(chǎn)品三維模型的表達(dá)；（3）三維模型的切片處理。6.3快速原型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：（1）產(chǎn)品樣本、設(shè)計(jì)、審評(píng)、性能測(cè)試及裝配實(shí)驗(yàn)。（2）汽車設(shè)計(jì)與制造。（3）快速模具的制造。（4）在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。（5

11、）在微型機(jī)械方面的應(yīng)用。功能：RP技術(shù)特別適用于形狀復(fù)雜、驚喜的零件加工。（RP制造技術(shù)是一種新型的制造方法，它利用材料逐層疊加累積成型的原理來(lái)制造產(chǎn)品 的）。6.4快速成型制造技術(shù)的主要工藝 幾種典型的快速成型制造技術(shù)：（1）立體印刷成型制造技術(shù)。（2）熔融沉積造型技術(shù)（3）三位打印技術(shù)。（4） 選擇性激光燒結(jié)法（5）分層尸體制造法6.5快速原型技術(shù)與其他先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的關(guān)系：第七章1.專家系統(tǒng)是一種大型復(fù)雜的智能計(jì)算機(jī)軟件是人工智能開始走向?qū)嵱没臉?biāo)志和里程碑，是人工智能從一般思維規(guī)律探索走向?qū)ｉT知識(shí)利用的突破口。2.專家系統(tǒng)的特點(diǎn)：1,可存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)芤越咏鼘＜业乃皆诜€(wěn)

12、定 領(lǐng)域內(nèi)工作2，能高效準(zhǔn)確迅速的工作不會(huì)像人類專家那樣產(chǎn)生疲倦和不穩(wěn)定性3,使人類專家的領(lǐng)域知識(shí)突破累時(shí)間和孔家的限制ES程序可永久保存并可復(fù)制任意多的副本在不同地區(qū)和部門使用4，可通過(guò)符號(hào)的處理進(jìn)行各種形式的推理也可以對(duì)不確定數(shù)據(jù)進(jìn)行推理5,具有透明性 能以可理解的方式解釋推理過(guò)程6，具有自學(xué)能力可總結(jié)規(guī)律不斷擴(kuò)充和完善系統(tǒng)自身7,提高工作效率產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益8，對(duì)推動(dòng)人工智能等其他學(xué)科的發(fā)展具有重要作用3.專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：1,知識(shí)庫(kù)：是專家系統(tǒng)的知識(shí)存儲(chǔ)器用來(lái)存放求解問(wèn)題的領(lǐng)域知識(shí) 知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)分為兩大類型一類是領(lǐng)域中的事實(shí)另一類是啟發(fā)知識(shí)2,數(shù)據(jù)庫(kù)：用來(lái)存儲(chǔ)有關(guān)領(lǐng)域問(wèn)

13、題的事實(shí)數(shù)據(jù) 初始狀態(tài)和推理過(guò)程中得到的各種中間狀態(tài)及目標(biāo)等 專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)存儲(chǔ)量很小的用于存儲(chǔ)中間信息的工作存儲(chǔ)器而不是通常概念的用于存放大量信息的數(shù)據(jù)庫(kù)3,推理機(jī)：是一組用來(lái)控制 協(xié)調(diào)整個(gè)專家系統(tǒng)的程序4，解釋機(jī)制5,知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)6，用戶界面：它作為專家系統(tǒng)與外界的接口主要用于系統(tǒng)和外界的通訊與信息交換通常 專家系統(tǒng)的使用者包括最終用戶鄰域?qū)＜抑R(shí)工程師4.智能CAD就是把人工智能的思想方法和技術(shù)引入系統(tǒng)的CAD中5.機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的特點(diǎn)是不斷綜合和反復(fù)決策因此典型的機(jī)械設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)采用設(shè)計(jì)一評(píng)價(jià)一再設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 知識(shí)源按需要設(shè)置主要包括以下幾種：初始設(shè)計(jì)知識(shí)源評(píng)價(jià)知識(shí)源再設(shè)計(jì)知識(shí)源圖

14、形處理系統(tǒng)6.知識(shí)是人類在實(shí)踐中所積累的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的綜合三個(gè)定義（知識(shí)）：1，知識(shí)是經(jīng)過(guò)消減塑造解釋選擇和轉(zhuǎn)換的信息2，知識(shí)是由特定領(lǐng)域的描述關(guān)系和過(guò)程組成的3,知識(shí)=事實(shí)+信念+啟發(fā)式7.將知識(shí)分為幾個(gè)層次：零級(jí)知識(shí)一級(jí)知識(shí) 二級(jí)知識(shí)零級(jí)知識(shí)：是關(guān)于問(wèn)題求解的常識(shí)性知識(shí)和原理性知識(shí)一級(jí)知識(shí)：指專家在求解復(fù)雜的不良結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)所特有的個(gè)性啟發(fā)式知識(shí)二級(jí)知識(shí)：是在實(shí)際問(wèn)題中求解中綜合有效運(yùn)用零級(jí)知識(shí)和一級(jí)知識(shí)時(shí)所采用的知識(shí)8.領(lǐng)域知識(shí)：零級(jí)知識(shí) 和一級(jí)知識(shí)二級(jí)以上的知識(shí)稱為元知識(shí)9.一階謂詞邏輯表示法事一種基于數(shù)理邏輯的知識(shí)表示方式是指不予許對(duì)謂詞符號(hào)或函數(shù)符號(hào)的進(jìn)行量化的謂詞演算他可以用來(lái)描述不

15、同類型的知識(shí)定義：描述客觀事物狀態(tài) 屬性及事物之間的關(guān)系等特點(diǎn)：自然性 精確性 模塊性10.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)從本質(zhì)上來(lái)看是知識(shí)的圖解表示態(tài)勢(shì)有節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的弧組成的有向圖其中節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體概念和情況等弧表示各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系11.特點(diǎn)：知識(shí)的深化表達(dá) 知識(shí)的結(jié)構(gòu)化組織自索引性 自然性（其比邏輯表示更直觀更易于理解更適合于知識(shí)工程師同領(lǐng)域?qū)＜业臏贤ǜ先祟惖乃季S習(xí)慣）12.產(chǎn)生式表示法：一個(gè)產(chǎn)生式規(guī)則一般形式為P-Q上式含義是 如果前提Q滿足 則可退出P通常把用產(chǎn)生式表示方法構(gòu)成的智能系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：綜合數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)則庫(kù)控制系統(tǒng)三個(gè)部分若產(chǎn)生式右邊為空即P 表示P是個(gè)無(wú)條件成立的

16、結(jié)論或是一個(gè)無(wú)條件執(zhí)行的動(dòng)作若左邊為空 即JQ表示一個(gè)問(wèn)題即什么情況會(huì)使Q成立？13.產(chǎn)生式表示法的特點(diǎn)：自然性 模塊性 有效性 一致性14.推理是指按照某種策略從已知事實(shí)出發(fā)去推理結(jié)論的過(guò)程專家系統(tǒng)的推理包括兩個(gè)基本問(wèn)題：推理的方法 推理的控制策略15.按推理方法及其分類：推理方法只要解決在推理過(guò)程中前提和結(jié)論之間的邏輯關(guān)系以及在非精確推理中不確定性的傳遞問(wèn)題分類：按推理的邏輯基礎(chǔ)分類：演繹推理歸納推理按所用知識(shí)的確定性分類：確定性分類和不確定性分類按推理過(guò)程的單調(diào)性：?jiǎn)握{(diào)推理和非單調(diào)推理16.推理的控制策略及其分類推理的控制策略是指如何使用領(lǐng)域知識(shí)使推理過(guò)程盡可能達(dá)到目標(biāo)的策略分類： 正向

17、推理 逆向推理 混合推理 雙向推理出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開張圣聽(tīng)，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也riT臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感