产品族设计中变型产品的知识描述

提出了在大批量定制生产模式下的产品族设计框架。在分析产品结构树的基础之上，对产品族中变型产品知识结构的描述进行了研究。该研究为产品族的建立提出系统的分析方法，并为企业的产品族设计提供了理论性的指导。     

面向风格意象的产品族外形基因设计

为继承和传递工业设计中的产品族外形知识,保持特殊的产品族外形和风格,塑造差异化品牌形象,将生物界基因遗传与变异理论引入产品族外形设计中,提出一种面向风格意象的产品族外形基因设计方法。通过分析产品族风格意象,构建产品族外形基因体系,划分了基因层次,建立了产品族风格意象（心理的意象特征）和外形基因（物理的外形特征）之间的映射模型。以电话机产品为例,提取了风格意象和外形基因,计算了外形基因在各风格意象中的贡献率,基于映射模型构建了面向风格意象的产品族外形基因建模与设计系统,实现了产品族外形基因与风格意象之间的双向推理。该系统能提高电话机的开发设计效率,验证了面向风格意象的产品族外形基因理论体系。     

产品族形态设计研究及系统构造

首先在分析了产品形态构成的基础上,建立了产品族形态变型的三层变型结构模型:配置层、空间布局层、型面变型层;其次构建了产品族形态变型平台,包括两个侧面:人机侧面、比例侧面;最后提出了产品族形态设计系统集成方案并构造了相应的软件系统。     

面向工业设计的产品族设计DNA

从工业设计出发,讨论产品族和产品族DNA的概念,对产品族工业设计与工程设计功能进行对比分析。探讨产品族DNA在产业界和学术界的应用研究,提出产品族设计DNA的研究内容和表示结构,指出产品族设计DNA的关键技术和研究方法。以电话机产品族外形设计生成系统为例,研究了电话机外形设计的空间布局关系,以及设计DNA的特征转化,为产品的快速设计和知识工程提供了一定的方法学指导。     

基于视觉-行为-情感的产品族设计基因

为进一步探索产品族设计中关于体现品牌特征和用户情感的问题,提出基于视觉-行为-情感的产品族设计基因研究方法.在分析品牌识别的硅性因素和隐性因素基础上,提出情感设计基因、行为设计基因和视觉设计基因的概念,构建了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因的层次模型,讨论了产品族设计基因的构造方法和循环模型,探讨了产品族设计基因、信息建模、品牌风格基冈的构建,以及产品族设计基囚与品牌风格基因的映射、评价与优化等研究方法与关键技术.以家用绣花机外形设计为例,构建了产品族设计基因,以及与晶牌风格感性意象的映射,开发了计算机辅助家用绣花机设计系统软件,包括设计DNA装配模块、设计评价模块和设计知识库模块.该系统可以实现家用绣花机造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因理沦体系.     

面向大批量定制的产品族基因模型研究

开发产品族作为实现大批量定制（Mass Customization，MC）的一种有效方式已被学术界和工业界广泛认同，并成为一个重要的研究方向。产品族建模是进行产品族配置设计的核心，从现代达尔文主义学说这个新的角度提出了一个新的产品族模型——产品族基因模型，并阐述了其基本原理厦实现，从而实现产品族建模和配置过程的高效率、可靠性和通用性。最后用自行车产品族作为示例进行了说明。     

支持工业设计的产品族结构模型研究

为构建支持工业设计的产品族结构模型,对产品工业设计与工程设计功能进行了对比研究,提出了一种多视图结构模型。该模型包括通用结构视图、控制结构视图和存储结构视图。通用结构视图采用了层次结构和属性表的方法构建,定义了产品族形态的概念结构;控制结构视图由工业设计控制结构元素构成,并与通用结构视图中的结构和元素映射,定义了产品族工业设计变型控制策略;存储结构视图中引入物理部件与逻辑构件、组成关系与引用关系,定义了产品族工业设计信息的组织方式和存储策略。最后,综合三个视图并用手机的产品族设计实例,分析了该模型在设计中的应用。     

零件族遗传优化基因变型设计研究及其在焊接行业中的应用

将变型优化产品设计和基因遗传算法融合分析,提出了零件族遗传优化基因变型设计,给出了零件基因和零件族的定义,构建了零件族模型树状基因图、实例化图和存储文档,阐述了零件族遗传优化基因变型设计算法步骤、伪码描述及流程图,分析了算法的有效性,最后开发了基于基因遗传算法的优化变型设计焊接零件族库。     

工业设计中基于本体的产品族设计DNA

为满足用户对多样化产品的需求,解决工业设计中设计方案的大量生成问题,提出了基于本体的产品族设计DNA研究方法.阐述了工业设计本体论和产品族设计DNA概念,探讨了工业设计产品族本体知识、产品族没计DNA的遗传与变异规律、流程和关键技术.提出了工业设计产品族本体知识表示模型和产品族设计DNA遗传与变异模型.以眼镜设计为例,构建了基于本体的眼镜产品族设计DNA层次模型和计算机辅助眼镜三维造型设计系统软件.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,并可与用户的感性意象设计评估相对应,提高眼镜开发设计的效率,验证了基于本体的产品族设计DNA理论体系.     

支持变型设计的产品基因模型建模方法研究

类比生物基因工程与变型设计过程,提出了变型设计中产品基因的概念,定义了支持变型设计的产品基因模型和基因操作,产品基因包括反映产品功能结构的基本几何元素和几何元素间的约束关系,通过对产品基因的分割、复制、替换、变异和组合等操作实现了变型信息的动态传递,支持了产品变型设计.最后以水平定向钻动力头为产品变型实例进行验证.结果表明,该方法能够有效的实现快速变型设计.     

基于产品生态学的概念设计研究

为提高产品的创新性,提出了一种基于产品生态学的概念设计框架.研究了生物工程和产品概念设计之间的相似性,在分析了产品基因、产品细胞、产品器官、产品生物体、产品种群和产品群落模型的基础上,提出了产品生态学模型,构建了相应的概念设计过程模型,并以纺织装备产业的产品创新为例进行说明.     

基于柔性产品平台的产品族开发

为更好地应对多变的市场需求,引入柔性产品平台的概念。吸收模块化产品平台设计和基于可调节变量的产品平台设计方法的优点,建立了基于柔性产品平台的产品族开发设计流程。在设计过程中,首先通过划分市场网格,确定出产品的市场区段、产品变型及产品未来发展的部分不确定性,然后将不确定性中的部分可知的不确定性作为产品的发展趋势,以指导现有的产品设计。对与用户需求相关的未知的不确定性进行分析,找出与之相关的主要设计参数。通过参数向物理结构的映射,找出产品的核心柔性结构。提取公共元素和柔性元素,建立柔性化的产品平台,并在其基础上添加特有元素,从而派生出一系列的产品族。最后,以数控立式磨床产品族的开发为例验证了该方法的有效性。     

基于产品识别的智能安全装备产品族造型设计研究

针对小批量快速开发的智能安全装备,在分析产品识别内涵及认知-行为-情感交互融合识别方式的基础上,构建了产品族造型系统,将产品部件划分为通用性部件、相似性部件、意象性部件和独特性部件4类;提出基于部件分解和分类设计的产品族造型设计流程与方法,以及产品识别共性指数的计算与评价方法。以生命探测雷达系列产品为例,对造型设计方法与评价方法的应用进行了分析和验证。     

基于核心平台的模块化产品族优化设计

分析了产品生命周期中影响零部件交互性的一系列因素。基于相似性特征给出了一种对产品族进行模块化与核心平台并行优化设计的方法。运用模拟退火算法得到了最终的产品族布局设计方案,并且从产品的生产成本角度与传统设计方法进行了比较。最后结合一种典型的机电产品,验证了文中提出方法的合理性和有效性,为面向大规模定制的产品设计理论提供了另一种数值计算和评价方法。     

基于优先数系的产品族型谱规划模型

为利用产品型谱来表达参数可调型产品系列以符合市场覆盖的心理预期,基于优先数系提出了产品系列型谱的两种规划模型,其中交互系列规划模型适用于新产品设计,在规划时产品的型谱段范围和细分级数需要交互输入;自动系列规划模型力求找到最接近现有产品资源的系列级比和型谱,适用于适应性设计。利用浙江省某摩托车液压盘式制动器的产品族型谱规划实例,验证了所提模型的实用性与有效性。     

面向系列化产品的快速装配设计模式研究

基于单个产品的装配设计模式使产品开发技术的生命周期变短,无形增加了产品的成本,而系列化设计在一定程度上解决了上述不足,且延长并优化了同类产品的技术开发手段.本文以起重机电缆滑车为例,旨在寻求一种新式的设计思路,充分利用系列化产品的自身特性,注重可复用的辅助设计思想,以便于实现和推广该系列化产品快速装配设计模式.     

基于多目标萤火虫算法的可调节产品族优化设计

在多平台可调节产品族优化设计下,针对无先验信息时产品族共性与差异性合理平衡的复杂性,提出以共性最大及平均性能损失最小的可调节产品族多目标约束优化模型。借鉴“非支配排序＋拥挤度排序”思想,对传统的萤火虫亮度比较操作及亮度更新操作方法进行改进,提出一种适用于求解多目标约束优化模型的改进型萤火虫算法;构造具有共性可变能力的双层结构人工萤火虫个体表达模式,用于求解可调节产品族优化模型。通用电动机产品族优化设计案例的仿真实验,验证了所提模型和算法的有效性。     

基于混合协同进化算法的可调节产品族优化设计

针对产品族设计中平台通用性与实例产品性能的平衡问题,在分析可调节平台产品开发特点的基础上,基于多平台产品族设计空间的二维染色体表达方式,提出了混合协同进化的产品族优化设计方法.将通用性与设计变量种群的进化分别放入主一附两个相关过程,主过程使用第二代非支配排序遗传算法求解平台通用性与产品性能的Pareto前沿,附过程使用粒子群优化算法,以并行方式搜索每个通用性等级下满足约束的产品族优化方案,避免了两类种群同步进化带来的数据扰动问题.通用性种群对设计变量种群施加约束,保证二者变量共享的一致性.通过单相异步电动机产品族优化设计实例.验证了优化方法与算法的有效性.