產品智能化設計中進行結構設計的方法

高蕩

摘 要：在產品智能化設計中，結構設計起著非常重要的作用，通過結構設計能夠將產品的虛擬想象進行模擬展現。在一般的產品智能設計的過程中，會有一套結構設計的邏輯方法準則進行指導，這個準則一方面體現出所有產品都是邏輯生產的，先有零件構成部件，再由部件打造產品這樣的一套邏輯區分；第二方面有體現出產品的既有屬性，通過這某一領域的屬性進行擴散，達到聚焦模擬的效果，從而實現產品虛擬構造；第三方面就是產品智能化設計使用了模糊識別的技術，在具有清晰的產品邏輯屬性中實現產品的結構設計；第四個方面就是通過CBR的方式，從結構的組成對產品進行全面設計，這些方法也是產品智能化設計中經常采用的。下面文章我們就對產品智能化設計中進行結構設計的方法進行探究。

關鍵詞：產品智能化；設計模式；結構設計

“產品”是一個雙性的名詞，在新時期的產品可以分為虛擬產品和物質產品，但技術的發展推動了物質產品向著虛擬產品發展，也就是技術的智能化。在實際中的產品含義就是物質產品，一般包含機電類生產的產品。產品不是研發就出來的而是在零件、部件的交替組合之下形成的，是一種結構性的物質，因此產品的結構在產品研發制造的過程中起到決定性的作用。下面文章我們就對產品智能化設計中進行結構設計的具體方式進行分析。

一、產品智能化設計中結構設計的邏輯原則

在進行產品智能化設計中，結構設計的指導邏輯原則需要很多的方法運用，經過實踐得到的，一般的結構設計邏輯原則就是模糊聚類方式、模擬模型識別方式以及實例推理CBR方式，這三種產品邏輯結構直接影響了產品的結構設計。在產品智能化設計中，結構設計需要一個清晰的邏輯層次，這種邏輯層次的劃分是由基礎到整體的遞進，也是從無到有的發展，這種方式直觀展現了產品設計中結構形成的各個階段，結構設計的密度區域以及產品的虛擬實況映像。

在產品智能化設計邏輯原則中，模糊聚類方式一般可以直接體現產品需要的技術屬性，通過這種技術屬性構建產品的結構模型密度，每一個結構型構造的產品都會有特定的結構模型，通常這種模型是基于零件層次構成部件層次，部件層次構成產品層次這個邏輯進行建立的。

模糊識別的方式是直接體現到產品結構設計的整體環節中去，每一個產品模型的結構有其相應的特性，各自獨立存在于自身的屬性之上，又被產品的整體結構所覆蓋，屬于產品結構的集合，有效的區分開產品屬性的大致結構區域，直觀顯示設計產品以及待設計產品，模糊識別就可以直接體現到待設計產品的結構模型中去。實例推理CBR的方式主要表現在產品智能化設計主要體現在產品結構設計的詳細基礎環節，但是也能應對很多的產品無效結構，在概念性的產品提出后就可以通過實例推理CBR進行驗證使用。

二、產品智能化設計中進行結構設計的具體方式

在一般的產品智能設計的過程中，會有一套結構設計的邏輯方法準則進行指導，這個準則一方面體現出所有產品都是邏輯生產的，先有零件構成部件，再由部件打造產品這樣的一套邏輯區分；第二方面有體現出產品的既有屬性，通過這某一領域的屬性進行擴散，達到聚焦模擬的效果，從而實現產品虛擬構造；第三方面就是產品智能化設計使用了模糊識別的技術，在具有清晰的產品邏輯屬性中實現產品的結構設計；第四個方面就是通過CBR的方式，從結構的組成對產品進行全面設計，這些方法也是產品智能化設計中經常采用的。

（一）首先設置有效的邏輯層次

在進行產品智能化設計的過程中，首先就需要設置有效的邏輯層次，通過某些原則和結構思想進行類別區分，細化每一個構造，例如產品層次再細化后可以分流成為很多的部件層次，那么很多的部件層次又會分流成很多的零件層次，這樣就構成了一個裂變的層次結構劃分。但是這種劃分于產品本身的屬性也有很強的關聯，這就在需要整體思維的覆蓋下站在不同的角度進行結構劃分，考慮家用電器、機械電機等產品的構造關系，這種復雜繁瑣的角度構造對于產品設計增加了難度，雖然有一個邏輯層次的劃分，但是在結構設計中也要明白設計也是一個分解的過程。

（二）根據產品屬性進行層次劃分

在產品智能化設計中，結構的設計功能是由產品屬性決定的，不同的產品屬性會又不同的產品結構設計，有的屬性在部件層次甚至產品層次才決定設計的功能，而有的產品屬性在零件層次就決定了產品結構設計的功能。我們舉個例子說明，有的企業在產品設計的時候需要一種電子產品，那么在結構設計的時候需要對電流數值進行考慮，如果電流數值過高（大于4A）就自動切斷電路流通，保障電器中電流的速度為15-25g，電流產生的頻幅為1000Hz，適應電流速度為9-11g的環境中使用，雖然在設計中不清楚這種電器有什么作用，不過很多經驗豐富的結構設計師可以通過數值判斷產品是繼電器，判斷依據就是電流數值大于4A就阻斷電流聯通，其他的一些使用環境沒有影響判斷，因此，在進行產品屬性層次劃分的時候，要從整體考慮產品的每一個結構的屬性。

（三）通過模糊識別的方式確定產品的結構設計

在產品智能化設計的結構設計中，模糊識別的方式能夠建立有效的結構劃分，把需要設計的產品結構投入到設計的環節中去。這些投入的結構有的是數值型式的，對于結構設計的表達反饋也有著清晰和模糊的區別，認清了這種區別之后就是要發現結構設計中的問題，通過這些問題反應的特征確定產品的模型類別，最后利用模糊識別的方式進行結構設計。

（四）利用實例推理CBR進行產品結構設計

作為產品智能化設計的結構設計人員，必須要明確實例推理CBR在結構設計中的重要作用，在產品的虛擬想象環節到產品模型構造，最后產品的使用都需要通過實例推理CBR的應用，能夠對產品進行有效的預測和推理，對產品的結構設計進行整體的修正檢視。如果產品的結構設計語言比較基礎，那么每一個產品模型就可以作為實例推理的對象，記錄產品的密度屬性以及模型特征，找到相同的產品結構形態進行區分，然后直觀的呈現到產品數據庫里面。由于在產品智能化的結構設計中，會有很多不確定的數值，因此實例推理CBR也應該通過模糊識別機制開展，通過實例的模糊化研究表現屬性，進行屬性類別的劃分，最終推理出產品的結構設計于產品要求的差異，如果滿足就證明產品結構設計正確，如果二者之間有些出入，則需要從新進行數值模糊化的實例推理驗證，提升產品結構設計的科學性。

結束語：

綜上所述，在一般的產品智能設計的過程中，會有一套結構設計的邏輯方法準則進行指導，這個準則一方面體現出所有產品都是邏輯生產的，先有零件構成部件，再由部件打造產品這樣的一套邏輯區分；第二方面有體現出產品的既有屬性，通過這某一領域的屬性進行擴散，達到聚焦模擬的效果，從而實現產品虛擬構造；第三方面就是產品智能化設計使用了模糊識別的技術，在具有清晰的產品邏輯屬性中實現產品的結構設計；第四個方面就是通過CBR的方式，從結構的組成對產品進行全面設計，這些方法也是產品智能化設計中經常采用的。只有從整體到局部對產品結構設計進行探究，才能設計出水平更加先進的產品，提升產品的質量和市場占有率，提升我國的結構設計水準。

參考文獻：

[1]李玲玲，張惠娟，王建楠等.產品智能化設計中進行結構設計的方法[J].微計算機信息，2007，23（1）：298-300.

[2]徐晶.機械產品集成智能化設計系統的研究[D].揚州大學，2003.

[3]劉金山.復雜夾具智能設計系統關鍵技術及應用研究[D].南京航空航天大學，2007.

[4]陳通.基于DSP的控制與保護開關電器智能化技術研究[D].河北工業大學，2014.

[5]徐雷.基于知識的計算機輔助夾具設計支持技術研究[D].四川大學，2006.