[发明专利]一种产品设计非预期系统领域耦合量化方法

说明书

本发明公开了一种产品设计非预期系统领域耦合量化方法，属于产品设计分析技术领域，其步骤如下：(1)对产品涉及的构件及相关的物理效应进行表征；(2)对给定的产品设计方案，建立相应的空间布局，并识别非预期耦合效应；(3)根据所识别的非预期耦合效应，得到输出的残余流；(4)通过设置残余流对构件的影响因子及构件的权重因子，计算非预期耦合量化值。本发明的方法根据系统构件的空间布局识别现有设计中潜在的非预期耦合效应，根据耦合效应的残余输出流来计算产品设计中不同领域的耦合量化值，进而获取不同领域耦合与系统总体耦合的占比，为改进产品设计指出了方向，有利于减少设计反复，提高产品设计效率。

技术领域

本发明涉及一种产品设计非预期系统领域耦合量化方法，具体涉及产品设计过程中如何量化计算潜在的系统非预期耦合；属于产品设计技术领域。

背景技术

在产品设计过程中，设计人员需根据一系列设计准则，选择合适的系统构件，并设置构件在系统中的大致空间方位，系统构件排布完毕后形成系统空间布局。然而，系统空间布局在设计之初往往不是最合理的，而空间布局的不合理会使得构件之间容易引发非预期耦合物理效应。这类效应是由于多领域物理效应的耦合作用，往往会导致异常的系统行为，如不同元器件之间的电磁干扰现象、系统散热不畅等问题。而此类问题很难在后续详细设计中得到解决。

针对这一问题，有必要提出如何在系统层设计对这些非预期耦合的量化计算方法，通过获知设计中的耦合总量，有利于设计师对产品系统设计质量进行评估，为设计人员提高系统设计质量供辅助依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品设计非预期系统领域耦合量化方法，通过获知设计中的耦合总量，有利于设计师对产品系统设计质量进行评估，为设计人员提高系统设计质量供辅助依据。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种产品设计非预期系统领域耦合量化方法，其步骤如下：

(1)对产品涉及的构件及相关的物理效应进行表征；

(2)对给定的产品设计方案，建立相应的空间布局，并识别非预期耦合效应；

(3)根据所识别的非预期耦合效应，得到输出的残余流；

(4)通过设置残余流对构件的影响因子及构件的权重因子，计算非预期耦合量化值。

优选地，所述步骤(1)中，对于构件的表征，具体如下：

(a)构件基本信息，包括材料信息和形状信息，其中材料信息并不仅局限于某一种特定材料，亦可指明其某一方面材料的特性，如弹性体或刚性体等，构件形状信息用一系列基本形状如立方体，圆柱体来粗略描述；(b)构件输入输出流及流的属性参数取值范围；(c)构件实现的物理效应，有助于建立构件与物理效应之间的映射关联；(d)干扰流导致的非预期物理效应，由产生式规则定义；(e)输入的能量流与物质流之间的承载关系；

对于物理效应的表征，具体如下：

(a)效应的主输入输出流，包括物质流和能量流；(b)激活流，仅用于激活该效应，但不参与能量转换过程；(c)伴随效应，即随该效应的发生而必然发生的后续效应；(e)残余输出流，残余输出流为伴随效应产生的能量流；(f)空间语义规则，用来限定输入流之间应满足的空间语义约束；(g)承载规则，即能量流与物质流之间的承载关系。

优选地，所述步骤(2)中，所述识别非预期耦合效应的具体步骤如下：

1)逐一计算构件输出流的影响空间，计算方法如下：

a)取该输出流参数取值范围的上限，计算该输出流的最大可能影响距离；

对给定的构件A，在计算其输出流O的影响范围时，若满足下列条件，计算结束：