广义上概念设计，是指从产品需求分析之后，到详细设计之前这阶段设计过程。它主要包括功能设计原理设计布局设计形状设计和初步结构设计等五部分。这几个部分虽然存在定阶段性和相互独立性，但在实际设计过程中，由于设计类型不同，往往具有侧重性，而且互相依赖，相互影响。概念设计是产品整个设计过程中个非常重要阶段。这阶段工作高度地体现了设计艺术性创造性综合性以及设计人员经验性。国内外研究综述机械产品概念设计主要包括可行性方案生成以及方案评价优选两个阶段，近年来，随着国内外学者对概念设计不断研究，出现了很多很多关于概念设计信息建模方案推理和方案评价优选理论和工具，以下主要从概念设计两个阶段所涉及到三个方面介绍和分析国内外对机械产品概念设计研究概况。概念设计信息建模在机械产品概念设计过程中遇到个难题就是机械产品描述复杂性，即产品模型问题。其中设计模型表示方法包括语言集合模型图树,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文目录选题依据与意义国内外文献资料综述绪论研究背景及意义概念设计研究现状本文主要内容及结构产品概念设计信息建模引言多色集合简介产品信息模型建立产品信息建模流程工业机械手信息模型建立本章小结可行性方案推理引言多色集合运算方案推理过程实现概念设计形式化推理算法流程工业机械手可行性方案推理本章小结可行性方案优选引言模糊遗传算法工业机械手方案优选遗传算法中约束空间构建基于遗传算法方案优选本章小结系统实现系统总体设计系统信息模型系统数据维护方案推理优选部分本章小结万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文结论与展望论文工作总结后续研究展望参考文献附录攻读硕士期间发表论文致谢万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文选题依据与意义在产品设计中概念设计是极其关键阶段，其重要性主要在于概念设计结果是产品设计方案，正是由于在很大程度上决定着终极产品性能创造性价格市场响应速度和效率。此外，有关资料表明，固然概念设计阶段实际投进用度只占产品开发总成本，却决定了产品总成本，而且具体设计阶段很难甚至不能修改概念设计阶段设计缺陷和错误。传统技术经过数十年发展，固然取得了巨大成效，但另方面我们也能看到，目前技术仍存在着些严重不足。这个不足主要表现在传统技术主要是面向产品结构参数设计和造型，不足以支持产品概念设计不支持设计方法，不符合设计人员惯常设计思维，且人脑概念设计结果和手工绘制设计草图不能为计算机所直接使用，即传统技术只支持设计过程后续阶段。正由于如此，自年代中期以来，计算机辅助概念设计已成为产品方案设计自动化瓶颈题目，也是当前设计领域研究热门之。概念设计是产品设计过程中关键环节，指根据产品生命周期各个阶段要求，进行产品功能创造功能分解以及功能和子功能结构设计进行满足功能和结构要求工作原理求解和进行实现功能结构工作原理载体方案构思和系统化设计。根据以上描述背景和概念设计特点，本课题提出了种新概念设计方法。基于多色集合理论对机械产品进行建模，使用具有相同形式多色集合理论作为数学工具来描述概念设计过程中产品信息模型，并基于已建立信息模型运用多色集合运算实现产品方案推理在推理出可行性方案集中利用模糊理论和遗传算法从较多可行性方案中选出最优方案，从而得到满意概念设计方案。万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文国内外文献资料综述概念设计简介自从帕利和拜茨于年在其工程设计书中提出概念设计这名词以来，人们对概念设计进行了三十多年研究。他们将概念设计定义为“在确定任务后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当作用原理及其组合等，确定出基本求解路径，得出求解方案，这部分设计工作称为概念设计。”概念设计是根据产品生命周期各个阶段要求，进行产品功能创造功能分解以及功能和子功能结构设计，进行满足功能和结构要求工作原理求解，进行实现功能结构工作原理载体方案构思和系统化设计。概念设计过程是个发散和创新设计过程，是个求解实现功能满足各种技术和经济指标可能存在各种方案并最终确定综合最优方案过程。产品概念设计是设计过程初始阶段，其目标是获得产品基本形式或形状。广义上概念设计，是指从产品需求分析之后，到详细设计之前这阶段设计过程。它主要包括功能设计原理设计布局设计形状设计和初步结构设计等五部分。这几个部分虽然存在定阶段性和相互独立性，但在实际设计过程中，由于设计类型不同，往往具有侧重性，而且互相依赖，相互影响。概念设计是产品整个设计过程中个非常重要阶段。这阶段工作高度地体现了设计艺术性创造性综合性以及设计人员经验性。国内外研究综述机械产品概念设计主要包括可行性方案生成以及方案评价优选两个阶段，近年来，随着国内外学者对概念设计不断研究，出现了很多很多关于概念设计信息建模方案推理和方案评价优选理论和工具，以下主要从概念设计两个阶段所涉及到三个方面介绍和分析国内外对机械产品概念设计研究概况。概念设计信息建模在机械产品概念设计过程中遇到个难题就是机械产品描述复杂性，即产品模型问题。其中设计模型表示方法包括语言集合模型图树论和遗传算法融合机械方案优选方法研究组合机床与自动化加工技术，张建明，魏小鹏，张德珍产品概念设计研究现状及其发展方向计算机集成制造系统张建辉，檀润华，张鹏等计算机辅助创新驱动产品概念设计创新设想产生过程模型计算机集成制造系统李宗斌，高新勤,赵丽萍基于多色集合理论信息建模与优化技术北京科学出版社高新勤，李宗斌，赵珊珊基于多色集合理论概念设计建模和推理技术研究中国机械工程赵婷婷基于直觉启发和改进遗传算法形状概念设计大连大连理工大学，郑华林，刘飞，王逢春等面向大规模定制产品需求建模方法研究中国机械工程袁长峰，刘晓冰，陈燕等基于需求元产品需求分析大连海事大学学报万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文,赵有珍，李健，邓家禄产品功能结构建模研究计算机应用研究,李宗斌，赵丽萍，凌永祥等多色集合模糊数学模型研究及其在机械产品概念设计中应用计算机辅助设计与图形学学报李宗斌多色集合及其在仿真复杂对象和系统时应用信息与控制杨振声工业机械手控制系统硬件设计西安西安电子科技大学，唐永刚，李宗斌，李善仓基于多色集合理论概念设计形式化解决方法西安交通大学学报李欣，李健，李国斌模糊遗传算法综述黑龙江自动化技术与应用雷英杰,张善文,李续武,遗传算法工具箱及应用西安西安电子科技大学出版社,张阿舟,姚起航,振动控制工程北京航空工业出版社,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文附录攻读硕士期间发表论文杜轩，吴龙，张屹多色集合与模糊遗传算法机械产品概念设计研究组合机床与自动化加工技术，中文核心万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文致谢本论文获得基于统可计算模型面向设计流程前端创新产品集成优化设计方法研究国家自然科学基金项目和基于可计算模型制造系统工艺规划与调度集成优化研究湖北省自然科学基金项目支持。本论文是在尊敬导师杜轩副教授精心指导下完成。从研究选题资料收集框架构思理论分析到论文撰写定稿整个过程，都凝聚了导师心血和汗水。导师严谨求实治学态度睿智活跃学术思想渊博知识敏锐洞察力和高度敬业精神，深深感染并时刻激励着作者。三年硕士学习生活中，导师给我创造了个宽松研究环境，在研究环境及生活方面给予了无微不至关心和帮助。值此论文完稿之际，谨向培养自己多年导师表示衷心感谢和崇高敬意！杜老师这几年言传身教将使我终生受益，老师师德风范是我今后工作楷模！感谢课题组全体成员在学习和生活中给予帮助，和你们起讨论学术，起课余生活日子让我终生难忘。在此，特别感谢余刚同学在论文写作方面提供支持，仅此致以诚挚谢意。祝愿你们学业有成，前程似锦。感谢同门郑小东万兴余张灯皇李登桥彭安功孙莉莉在研究生生活中对我关心和帮助，能和你们起度过硕士研究生三年生活，我感到三生有幸。感谢我父母和家人，你们支持鼓励和理解伴随我成长，祝你们永远健康快乐。感谢所有关心和帮助过我人，祝你们幸福快乐每天！最后，特别感谢在百忙中抽出宝贵时间为作者审稿诸位专家教授。万方数据指导教师学科系主任院分管领导万方数据工业机械手概念设计关键技术研究作者吴龙学位授予单位三峡大学引用本文格式吴龙工业机械手概念设计关键技术研究学位论文硕士分类号密级公开全日制工程硕士学位论文工业机械手概念设计关键技术研究学位申请人吴龙专业领域机械工程指导教师杜轩副教授二五年六月万方数据,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得成果，除文中已经注明引用内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过作品成果。对本文研究做出重要贡献个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文内容摘要产品设计过程般分为需求设计概念设计详细设计等阶段。概念设计是产品设计中最重要环，也是提高产品质量降低成本和提高企业竞争力主要手段，由于机械产品设计和制造过程般比较复杂，所以其成本也较高，因此机械产品概念设计在机械产品设计制造过程中作用尤为重要。机械产品概念设计主要包括两个部分方案生成和方案优选。由于机械产品本身复杂性，因此在概念设计建模阶段，般需要用不同模型表达不同信息，本课题针对机械产品概念设计复杂性方案多样性等特点，以智能设计为目标对产品信息建模方案推理和方案优选等关键内容做了较为深入研究。本课题首先基于复杂机械产品概念设计需求特点，建立了基于多色集合理论产品信息模型，该信息模型能够对机械产品生命周期中活动所涉及产品信息进行统描述和表达，建立完整精确高度统产品信息模型然后，基于已经建立产品信息模型，利用多色集合数学运算进行方案推理，得出满足要求可行性方案集，最后，在方案优选过程中，运用模糊遗传算法，将方案评价标准量化，根据方案评价标准建立适应度函数，运用遗传算法从而优选出满意方案。根据本文所述方法，用开发了个原型系统，在工业机械手概念设计中，通过产品信息建模方案推理以及方案优选，得出了满足要求满意方案，实例验证了本文所阐述概念设计方法是可行。关键词多色集合理论模糊理论遗传算法工业机械手概念设计万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文目录选题依据与意义国内外文献资料综述绪论研究背景及意义概念设计研究现状本文主要内容及结构产品概念设计信息建模引言多色集合简介产品信息模型建立产品信息建模流程工业机械手信息模型建立本章小结可行性方案推理引言多色集合运算方案推理过程实现概念设计形式化推理算法流程工业机械手可行性方案推理本章小结可行性方案优选引言模糊遗传算法工业机械手方案优选遗传算法中约束空间构建基于遗传算法方案优选本章小结系统实现系统总体设计系统信息模型系统数据维护方案推理优选部分本章小结万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文结论与展望论文工作总结后续研究展望参考文献附录攻读硕士期间发表论