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功能论的设计方法全解

W2 Wt 2WW 2 0.64 0.625 0.632
W3 Wt 3WW 3 0.66 0.555 0.605
优度图如图所示
评价决策准备采用滚动轴承方案,要求进一步提高技 术水平。
三 评价与决策方法
一、评价的内容
工程设计的各个阶段,对多种方案都要进行 决策评价,逐步优化,评价目标一般包含三 个方面
确的设计任务,对设计对象有一个定性或是定量的描述,由此可
明确设计目标。

2、其次对总功能进行分解,把总功能分成若干分功能,分功能 还可以进一步分解。(形成功能树) 一个设计对象一般不可能用一个技术原理就可以满足总功能,
总是有一些子系统完成各个分功能,这些分功能按照一定的逻辑
关系连起来来满足总功能,所以对总功能的分解是必不可少的。 但功能的分解也不必过细,一般以能找到实现该分功能的技术 途径为宜,过细会大大增加不必要的工作量。
第三章 评价与决策方法
三、技术——经济综合评价
1 求总价值
W0 Wt We
第三章 评价与决策方法
We
1
2 作 优 度 图
可选方案
0.7
Wt 0.65 1
第三章 评价与决策方法
四、技术——经济综合评价步骤
初步剔除 初选方案 决 建立目标树,确定评价目标 策
确定重要性系数 gi ,评分 Wij
各方案的生产成本 Hi 及理想成本 HI ,试评价决策出较 好方案。 解: 下图为技术评价目标树及加权系数。
第三章 评价与决策方法
技术评价目标树
第三章 评价与决策方法
三种轴承的技术评价结果如下表。
5分制,bmax=5
三种轴承的经济评价如下表
三方案的相对价W分别为:
W1 Wt1WW1 0.64 0.714 0.676
评分法
确定评分标准(5分制或10分制)
进行集体评分
统计总分(分值相加法、分值相 乘法、均值法、相对法、加权计 分法)
第三章 评价与决策方法
评分法一般用5分制,以0 ~ 5分表示。对应中间值可用直 线插入法求得。
例1:
A、B、C三种电池的主要性能目标见下表,试评价决策出较 好的电池。
第三章 评价与决策方法
具体的评价目标一般6 -10项,过多可能影响主要功能目标。
为比较各目标的重要程度,定量评价时要设加权系数。 一般各加权系数qi <1,而∑qi=1。 总目标为b,一阶子目标为b1,b2„,二阶子目标为b11, b12,„,b21,b22,„。依此类推。 加权系数也有一阶加权系数q1 ,q2,„,二阶加权系 数q11 ,q12,„,q21 ,q22,„。
i 1 g i

Pg
i 1 i
n
i
理想方案技术价=1 可选方案技术价>=0.65
Pmax
第三章 评价与决策方法
二、经济评价
对方案进行经济评价——求方案的经济价
H1 0.7 H 2 We H H
H ——实际制造成本,包括材料费、工资 费、管理费等(估算值) H2——允许制造成本(<市场最低价格) H1——理想制造成本(=0.7 H2 ) 理想方案经济价=1 可行方案经济价>=0.7
解:评价目标树见下图。
第三章 评价与决策方法
评分线图
求出各方案的相应分值列于下表
评价结果: 方案A各种总分均为最高,为最优方案。但成本 较高,应采取措施降低成本。
技术—经济评价法
一、技术评价
对方案进行技术评价——求方案的技术价
确定评价目标
确定评价指标
技术价总评
确定各对象的技术价
i
Wt
Pg

3、寻找各分功能实现的技术途径。
设计者可以查阅各种参考文献,如技术手册、设计原理方案 目录、专利等,尤其是要寻找一些新颖、独特的实现方法。

4、对各种技术途径进行排列组合,优选出最佳的技术原理 方案。(采用形态学矩阵)
实现分功能的各种技术途径的排列组合就是可能的原理方
案,这种组合方案数量很多,但其中许多可能是不可行的, 首先要判断各种技术途径间是否相容,可以排除不相容的组 合。再次对相容的方案进行可行性评价,优选出最佳方案。

5、原理方案的具体化。
功能创新设计方法的优点:

1、从设计对象本身转向以功能为中心,打破原有的结构限制。
2、利于克服思维定势,开拓思维,推陈出新,创新设计。 3、排除不必要功能,降低成本。 4、功能单元与造型单元构造相结合,提供一种造型设计新思 路。
评价与决策方法
一、评价目标树
工程设计的各个阶段,对多种方案都要进行评价决策, 逐步优化。评价目标一般有三个方面。 1、技术目标 技术性能、工艺性、可靠性、自动化程度等。 2、经济目标 成本、利润、投资额、回报率、市场寿命等。 3、社会目标 国家政策、国际惯例、资源、节能、环境污染等。
设计内涵

功能设计方法就是将设计对象视为一个技术系统,用抽象的 方法分析其总的功能,并把实现总功能的低一级功能(分功 能)加以分析,进而寻求实现各分功能的技术途径(或称技
术效应、技术原理等)。
外界环境对设计对象的影响 信息2 能量2 物料2
信息1 能量1 物料1
黑箱 (待设计的技术 系统)
设计对象对外界环境的影响
子目标加权系数之和等于上一级目标的加权系数。 评价目标树如下图所示P31。
二、目标重要性系数(加权系数)
加权系数是反映评价目标重要程度的量化系数,加权系数 越大,重要程度越高; 加权系数通常进行归一化处理。即:
g i 1
加权系数的确定方法: 根据经验人为地确定各 评价目标的加权系数 经验法
第四节
技术价 Wt 经济价 We
分析数据,提 出改进措施, We 0.7 剔除 消除薄弱环节
We 0.65 剔除
总价值 W0
We 将 Wt , 填入优度图
作价值剖 面图
例 2:
高速专用磨床的主轴前支承有三排深沟球轴承、三瓦
液体动压轴承和球面液体静压轴承三种方案。已知各方
案的技术指标b1i、W2i 、W3i及加权系数qi 如图所示,和
信息流可以是各种测量值、输入指令、图像、数据等 能量流可以是机械能、电能、热能、光能等,通过设计对象进 行能量的转换。 输入的物料流可以是气体、液体或固体,如原材料、毛坯等, 设计对象要对其进行混合、分离、移动等变化,输出的是变化
后的物料。
功能创新设计方法的步骤:

1、首先是认识总功能。
无论是新产品的开发设计还是老产品的改进设计,都有一个明
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