[发明专利]基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及产品设计领域的建模方法，特别是涉及一种基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法。 

背景技术

现代工业设计以智能化，集成化为主要发展方向。从设计的本质来看，产品设计的过程是为了实现特定目标而在复杂约束关系下的抽象与实现过程，产品设计的主要过程可以分为概念设计、装配框架设计、以及详细设计这几个过程，其中，产品的概念设计是最重要的一环，常见的概念设计基础理论有Qian.L和Gere.JS提出的FBS模型，Suh NP提出的公理化设计理论，金熙哲提出的在FBS模型下，引入神经网络进行专家系统进行训练，张广军，郭敦兵等人在公理化设计中建立改进型功能树，另外，还有很多学者引入遗传算法或者扩展功能矩阵在产品概念设计或概念设计的的功能求解上。 

产品概念设计目前存在的问题是，从功能反映产品概念设计往往受到设计者的认知和对产品功能的理解，功能结构的划分等主观因素的影响，目前在FBS模型基础上的产品概念设计主要设计导向集中在产品的功能上，而对功能-行为-结构模型中的行为研究非常缺乏，行为连接了产品功能与结构两个重要模块，但是当前对产品行为以及行为作用机理的研究还存在很大空白。 

因此我们需要一种基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法，以解决现有技术的种种缺失，实为目前急待解决的问题。 

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种更加智能化的基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法，以避免产品设计受设计者主观因素的干扰。 

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法，其包括：1)在行为流生态系统架构下定义由至少一个行为元组成的多个行为群落；2)通过混合Petri网建立产品行为流生态系统模型，而完成行为群落之间信息传递；以及3)依据设计动力学规则，将产品的行为流变化结合物质状态信息，映射产品的功能以及结构，最终形成产品的具体构造。 

在本发明的基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法中，生态系统架构包括由行 为层、自行为层分别向外映射的功能层与结构层构成的纵向部分以及由所述行为层、功能层与结构层各自的演变过程构成的横向部分，其中，行为层到功能层的映射是从产品的行为-功能的客观到主观的映射实现，而行为层到结构层的映射是从产品的行为-结构映射后产品行为的物质实现。行为层的演变过程是从不可再分的行为元迭代汇聚成行为群落，再由行为群落与同层次的物质状态进行结合，通过生态系统中的物质转换、信息传递以及能量流动，得到生态系统的目标状态的过程。功能层的演变过程是从初始的功能元形成子功能，再由各种子功能最后形成总功能的过程。结构层的演变过程是由产品结构单元库从抽象到具体的不断细化，最后形成产品具体构造的过程。设计动力学规则是在满足设计熵增加的情况下，设计动力势能与局部聚合势能保持守恒。 

如上所述，本发明的基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法主要是在行为流生态系统架构下定义由至少一个行为元组成的行为群落，并通过混合Petri网建立产品行为流生态系统模型，而实现行为群落之间信息传递，且依据设计动力学规则，将产品的行为流变化结合物质状态信息，映射产品的功能以及结构，从而最终完成产品的具体构造，进而解决传统产品模型设计受设计者主观因素的干扰而带来的问题，达到智能设计与进化的目的。 

附图说明

图1为显示本发明的基于行为流生态系统架构的发动机产品设计方法的操作流程图。 

图2为显示基于产品行为流的生态系统架构图。 

图3为显示发动机结构与行为流流程图。 

图4A至4D分别显示发动机的进气、压缩、燃烧、排气四个行为群落的Petri网模型图。 

图5为显示直列四缸汽车发动机的Petri网总流程图。 

图6A为显示设计熵及行为群落J的变化趋势图。 

图6B为显示设计熵及行为群落Y的变化趋势图。 

图6C为显示设计熵及行为群落S的变化趋势图。 

图6D为显示设计熵及行为群落P的变化趋势图。 

元件标号说明 

S100~S102        步骤 

具体实施方式