基于残缺信息模糊聚类的产品模块划分方法研究

为了解决含有残缺信息的产品模块划分问题,提出了一种基于改进WDS算法的产品模块划分方法。该方法利用改进WDS算法,将产品零部件划分为完整信息零部件和残缺信息零部件,并分别进行模块划分,同时引入平均模糊熵作为模块划分评判标准。最后,以3D打印机的模块划分作为实例,对比分析了完整信息产品和残缺信息产品的模块划分结果,验证了该方法的可行性。     

面向主动再制造的产品模块化设计方法

针对面向主动再制造的产品模块化问题,提出了模块化设计流程,结合产品生命周期各阶段特性,从材料的选择与配置、再制造加工性能、使用与维护性、经济性、功能物理可行性等方面制订产品主动再制造模块划分准则。结合模糊动态聚类分析方法,构建产品零部件相似性矩阵,进行产品零部件模块划分,并基于模块内/模块间关联度分析,选取最优阈值,实现模块优化。最后以某款洗碗机产品为例,验证了该方法的有效性。     

基于最大适应度优化算法的订单产品模块化设计方法

通过研究复杂网络社团的层次性和重叠性,分析订单产品的产品结构特点,将复杂网络技术引入订单产品模块化设计中,构建订单产品的零部件关系网络表示方法,指出订单产品零部件关系网络中的网络簇(社团结构)可以看作是产品的模块.提出基于节点度的最大适应度优化算法,并将其应用于订单产品的模块化设计中.该算法能够在体现产品族网络层次性和重叠性的同时,快速划分出合理的产品模块.利用网络模块性评价函数(即Q函数),对模块划分结果进行了有效评价.以注塑机产品的模块化设计为例验证了该方法的系统性和可行性.     

基于功能元参数相关性的产品功能模块设计方法研究

为了解决产品设计过程中多种需求因素制约的设计问题,提出一种基于功能元参数相关性的产品功能模块设计方法。该方法建立在功能分析的基础上,通过对产品系统进行功能分析,考虑不同需求参数下功能元之间的相关度,进而运用聚类分析对功能元模块进行划分,并从系统的角度对模块化产品系统进行设计,得到一套完整的产品功能模块设计方法。最后引入雪地救援车功能模块布局设计案例验证了该方法的可行性。     

基于BOM的复杂产品模块划分方法研究

提出了一种基于产品物料清单(BOM)且适合于复杂产品的模块划分方法。首先基于复杂产品的BOM,形成以零部件为节点的产品结构树(PST),然后通过分析同一节点内零部件的几何、功能和物理相关性得到关联矩阵(CM)并生成关联图(CG),根据关联图计算在不同划分情况时的模块化度(DM),在结构树范围内选择最优的模块化度确定模块的划分。最后以轮式装载机的工作装置为例说明该方法的合理性和有效性。     

基于模块化的工程机械零部件通用性设计方法

为提高工程机械的通用性、互换性和设计灵活性,提出了基于模块化的零部件通用性设计方法,即在用户需求与机械功能分解基础上,依据模块化理论,以基于信息流的方法进行了系统模块的初步划分,进而通过计算各模块以及未划分功能元之间的相关度形成最终模块划分方案。将功能模块映射为结构模块,对其现有产品零部件结构作了比较分析,对于通用可行性较高的结构模块进行了通用化方案设计。将该方法应用于典型轮式推土机和装载机的行驶传动系统的通用性设计,证明了其可行性和有效性,为工程机械产品零部件结构的模块化和通用化提供借鉴。     

考虑两两模块之间关联关系的产品模块划分方法

针对产品模块化设计问题,考虑了零部件之间的非对称及两两模块之间关联关系,提出了一种产品模块划分方法。通过设计结构矩阵来表达产品零部件之间的关联关系,利用FCM算法对零部件进行聚类,分析了两两模块之间可能存在不同的依赖关系,以模块内聚度和模块间耦合度为目标,建立了模块度准则,从而得到合理的模块划分方案。最后以起重机吊钩组为实例说明了产品模块划分过程。     

面向农机模块化产品平台的零部件关联度建模与计算

为了实现农机模块化产品平台中产品零部件相关资料管理,最终实现农机的快速设计,需要对产品零部件进行模块化。产品模块化首先需要构建以农机零部件关系大小为目标的模型,再通过合理的关联度的计算方法计算农机零部件之间的关联度,形成农机零部件关联度的DSM(设计结构矩阵)矩阵,进而通过算法优化矩阵并得到优化结果,最后根据结果判定模块的划分,从而验证模型以及关联度计算方法的合理性。通过遗传算法对DSM矩阵进行优化,最后把这些零件划分为5个模块,其中4个功能模块,分别取名扶手架模块、扶手支臂模块、扶手座模块、附件拉杆模块,和1个独立零部件模块。通过对比农机实物与划分结果可知,关联度计算方法具有合理性。     

多功能清障救援车的研究与开发

根据道路交通事故清障救援需求,设计了专业起复装置,改进了吊臂起吊功能,研制开发出集起复、起吊、拖曳、撑涨、破拆、消防于一体的多功能清障救援车。同时,为确保清障救援过程的安全性,多功能清障救援车配备吊臂超载预警系统、GPS调度系统等多种电子辅助装置。试验结果表明:多功能清障救援车可靠性等指标符合相关标准规定,可单车完成各项清障救援工作,有效降低救援成本,提高救援效率。     

面向产品配置的模块形成及划分方法

产品配置要考虑客户需求、模块组合复杂度、设计复杂度和成本,合理模块划分是产品配置基础。通过分析客户需求和零部件各相关性因素,建立零部件模糊相似性矩阵,并构建零部件模糊聚类树,描述模块的形成过程。提出采用复合λ对模糊聚类树截距,以组合复杂度、设计复杂度和成本为优化目标进行模块划分。利用遗传算法进行模块划分的优化,得到各λ值,进而得到模块划分的优化结果。此方法不仅考虑零部件之间相关的紧密程度,而且考虑模块划分的目的,以某天文圆顶为例说明了该方法的可行性和适用性。     

基于FBS模型的产品模块划分方法研究

针对当前产品模块划分方法在对零部件间关联程度进行定量分析时主观性强、工作量大的问题,通过建立产品FBS(Function Behavior Structure)模型,研究了基于FBS模型行为层特征的产品DSM(Design Structure Matrix)自动构建方法,在此基础上通过K-Means聚类实现产品模块的划分。通过在某机床中的应用,验证了该方法的有效性。     

可维修性驱动的模块划分

为保证日益复杂的装备产品快速维修的需求,在产品模块划分过程中,提出面向维修的模块划分方法.在相关因素分析中考虑维修因素,从技术上考虑零件拆分的难易程度,并分布到其他各种零件之间的相关因素中,分别展开每一个相关因素,建立零部件相关因素树.从整体上考虑各相关因素对设计目的的影响程度,对各因素进行权重分配,建立零部件综合相关矩阵,并进行动态的模糊聚类,得到模块划分方案.最后以电冰箱为例进行面向维修的模块划分,结果表明,该方法可有效地实现产品的快速维修.     

基于人工免疫改进算法的稳健产品平台模块划分

针对产品平台设计中的产品模块划分问题,引入稳健设计思想,指出稳健产品平台模块划分就是使产品平台模块划分结果对不可控的客户需求变化不敏感。基于零部件关联度矩阵和表征客户偏好的功能贡献度矩阵,构建了稳健产品平台设计中的准则函数和噪声函数。通过疫苗接种策略改进传统人工免疫算法,对模块划分问题进行多目标优化求解。以多目标优化问题中的非支配解为疫苗,依照二进制基因位选取机制对子代注入疫苗,从而提高子代获得优良基因的概率。该方法在某型号动车组车厢产品模块划分中进行应用,并与几种传统的多目标优化算法进行比较,结果验证了方法的有效性和优越性。     

考虑变更风险的复杂产品模块划分方法

模块化方法可有效控制复杂产品的研制周期与成本,模块划分是实现模块化的基础.受顾客需求、关键技术及政策、市场等内外部动态因素的影响,持续演化是复杂产品的必然趋势.设计变更是企业实现产品演化的基本手段,为了降低演化的影响,在对复杂产品进行模块划分时,同时考虑功能、结构、变更风险三个因素.首先将复杂网络理论应用于复杂产品结构建模,以零部件为节点,零部件的关联关系为边,建立复杂产品零部件网络模型.然后基于LinkRank的社区发现算法求解出产品模块初始划分方案.其次再利用基于网络相似度优化的社区发现算法得到最终划分方案.最后以某型号摩托车发动机为例验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于网络分析法的模块化产品平台中零部件模块通用性分析

为了更加科学地评价模块化产品平台中零部件模块的通用性,运用网络理论建立产品族的结构网络,提出一种基于网络分析法的模块通用性分析方法.以零部件或零部件模块为节点,以零部件或零部件模块之间的隶属关系为边,构建产品族结构的零部件网络和零部件模块网络;分析零部件模块的出度、人度、介数、使用产品数和使用次数的物理意义和计算方法;分析五个参数的相关性,设计基于网络模型的零部件模块通用性指标.在工业汽轮机产品族的应用中,对汽轮机模块的通用性进行计算和分析,并与企业中零部件的实际应用情况比较,结果表明网络分析法和通用性指标能定量、合理地进行零部件模块通用性分析.     

一种改进的绿色模块化设计方法研究

针对SMITH提出的基于原子理论的绿色模块化设计方法中绿色约束单一、模块合并缺乏工程知识支持等问题,提出了一种改进的绿色模块化设计方法。将产品中的模块映射为原子,零部件映射为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,通过零部件间的库仑力进行了模块划分;设计了再利用、再制造、材料回收等多重绿色约束矩阵和计算规则,对库仑力计算公式进行了修正;提出了基于准则的模块合并方法,将已有的工程知识有机融入到模块合并过程中;最后,以台灯为对象,应用所提方法进行了绿色模块化设计,并给出了改进方案。研究结果表明:改进后的方法所得模块划分结果较原方法有所减少,多重绿色约束的引入和基于准则的模块合并方法不仅提高了产品的绿色性,而且提高了方法的可操作性。     

机电产品多层次模块划分方法

分析了机电产品在进行模块划分时的多层次特性,并提出了机电产品多层次模块划分方法。提出基于产品BOM对机电产品进行高级模块的划分,通过构建产品结构树并对其结点进行模块划分与否的判定。提出了基于最小最大划分的机电产品低级模块划分方法,首先给出模块的初步划分和计算最小最大模块,然后给出了子模块的关联度的计算方法,最后得到低级模块的划分。最后以轮式装载机为例来说明该方法的合理性和有效性,并给出了轮式装载机的一级模块和二级模块的划分结果。     

可拆式板式热交换器的模块化设计研究

针对三种不同的可拆式板式热交换器进行模块化设计。通过研究各部分零部件在产品实际设计过程当中的不同特点,将产品的零部件粗略划分为三个模块;接着,运用不同的模块划分方法进行进一步的模块划分;根据最终划分出的模块间的装配关系,建立标准接口,完成产品的总体模块化设计;最后,通过分析设计结果得出:模块化设计可以加速可拆式板式热交换器的更新换代,节约设计时间,大大提高企业的市场竞争力。     

基于客户需求分析的模块化产品配置方法

针对企业产品配置中,实现客户需求与产品模块的联系,以及如何评价模块划分的定量问题,结合电气企业的实际操作,提出以规范化客户需求为基础,通过拟定零部件关联度规则,研究模块划分的计算方法和评价指标,并通过构建配置需求符合度,建立了产品模块与客户需求之间的关系。以进线柜为例,说明了产品配置设计的具体方法和过程,验证了所提方法的可行性,为企业产品配置提供了良好的理论和实践依据。     

支持再制造升级的机械产品绿色模块划分方法研究

针对产品过时或淘汰造成的资源无法有效回收利用问题,对机械产品再制造升级的性能需求进行了研究,提出了一种基于设计结构矩阵的产品绿色模块划分方法。定义了产品零部件之间的功能、结构、回收模式等再制造升级的绿色属性;根据层次分析法计算得出了各属性的所占权重,在此基础上建立了产品零件的综合关联度矩阵;根据产品的设计需求、经济性和环境属性等要求,基于全链接层次聚类法进行了模块聚类,得到了机械产品可再制造升级模块划分方案;最后,以永磁同步曳引机为研究对象,对所提方法的可行性进行了验证。研究结果表明:该方法能有效地对机械产品进行可再制造升级模块划分,模块内部零件之间的联系紧密,且具有很高的装配性,模块之间又有很高的独立性,易于机械产品的再制造升级。