基于多色集合的阀门产品智能设计推理技术

针对阀门产品客户需求多样化以及快速设计等问题,将多色集合理论应用于阀门设计。通过对阀门功能和原理、结构组成等进行分析,建立了阀门产品的功能模型、原理模型和单元组件结构模型,应用多色集合理论构建阀门产品的结构设计配置规则,实现阀门的快速设计。以蝶阀为例,验证了该方法的有效性和合理性。     

基于可调节变量的内圆磨床产品族设计

为了解决产品族设计中模块化设计方法存在的缺点 ,以基于可调节变量的产品族设计方法为基础 ,结合内圆磨床的特点 ,提出了基于可调节变量的内圆磨床产品族设计方法 ,给出了产品族设计流程 ,建立了内圆磨床产品族模型。该方法实现的关键是产品公共平台和可调因子的确定。设计过程中首先进行市场网格划分 ,并将市场细分网格和全部设计需求利用质量功能配置映射为设计变量 ;然后将组成产品族的产品设计变量利用相容决策支持问题划分为公共平台和可调因子 ,通过可调因子值的改变实现产品族设计 ;最后 ,应用该方法建立了M 2 110内圆磨床产品族模型 ,包括功能模型与结构模型 ,实现了面向大规模定制的内圆磨床产品族设计 ,为实现基于网络的产品族定制设计奠定了基础     

基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。     

基于有序树的产品快速配置设计技术

为更好地支持产品个性化设计,提出了一种基于有序树的产品快速配置设计方法.阐述了模板要素、实例要素和产品配置模板的概念,建立了产品配置有序树模型,并形成了创建产品配置模板的一般步骡;分析了产品配置模型的求解过程,根据其特点建立了产品配置过程有序树模型,并基于此创建了产品配置过程重用方法和三种基本操作;以产品配置模板和产品配置过程模型为基础,分析并建立了产品快速配置设计的一般流程和具体步骤;开发了计算机辅助的基于有序树的产品快速配置设计系统.     

基于虚拟接口的产品族配置建模

建立完善合理的配置模型是实现产品快速配置设计的基础,针对目前在配置模型的建模方法上存在的不足,提出了基于虚拟接口的产品族建模方法,建立了产品族配置模型;通过对虚拟接口的优点、连接方式、参数设置以及接口的约束表达等方面的深入探讨,建立了零件族配置模型以及部件族配置模型,并给出了产品族配置模型的具体建模过程,基于虚拟接口建立起来的配置模型更易于表达和理解,增强了产品的变型能力和可配置性,解决了困绕配置设计的适应性技术难题。     

基于PDM的汽车轮胎模具产品配置研究

汽车轮胎模具是典型的按订单设计的定制产品,以PDM系统平台为支撑的产品配置管理,为解决快速响应客户订单需求和缩短生产周期提供了有效途径.在分析汽车轮胎模具配置原理的基础上,建立了产品族结构配置模型,并以产品族结构模型为核心提出了汽车轮胎模具产品配置模型和配置过程模型,并通过实例进行验证.     

大型机械装备产品三维参数化设计系统软件开发与应用

在分析大型装备产品结构特点及产品零部件组成和三维设计软件在企业中实际应用中所存在问题的基础上,给出了适用于大型装备产品信息管理的编码方法.提出了利用三维参数化设计技术、模板技术、三维模型与工程图联动技术及BOM信息自动提取技术实现产品快速设计的方法.并在此基础上开发了基于大型装备产品的MCL型透平压缩机本体产品3D参数化敏捷设计平台系统.初步应用表明,系统能有效降低设计人员的劳动强度,缩短产品设计周期,为企业的快速响应市场奠定了基础.     

支持套件的产品定制架构模型研究

为解决套件贸易的配置管理问题,提出了在产品平台与产品族的派生结构中嵌入套件平台与套件族的派生结构,形成了包括产品平台层、产品族层、套件平台层、套件族层和订单层共五个层次的支持套件定制的产品定制架构层次.运用多色图理论的产品配置模型,建立了产品层结构模型和套件层结构模型,表达五个层次结构特征及其属性.设计用于摩托车套件配置的转换算法表明,多层次配置模型能全面描述各层特征,实现逐层配置,满足套件的定制要求.     

基于可拓理论的产品配置设计

为实现计算机支持下的产品快速响应设计,提出了一种基于物元模型和可拓理论的产品快速配置设计方法.该方法首先建立形式化表达模块和模块族的物元模型.以产品族为基础,针对具体的客户需求,利用质量功能配置瀑布式分解方法对期望产品进行层次性展开,以获得期望模块物元.基于期望模块物元,采用相似匹配算法从模块族中模糊匹配出相似存在模块,以形成产品的初步配置方案.通过解析结构建模方法,确定相似存在模块变换的结构层次.通过相似存在模块的可拓变换,得到具体的期望模块,以建立产品结构方案.最后,以堆垛机为例,验证了产品快速配置设计方法的可行性.     

面向客户定制的板式家具产品族模型研究

随着人们生活水平的提升,人们对产品的个性化需求日益提高。为解决板式家具产品设计中快速响应市场需求和客户个性化定制的问题,对板式家具产品的定制因素进行了分析,基于GBOM对板式家具产品族的界定规则和产品族模型的对象进行研究,构建出面向客户定制的板式家具产品族模型,给出产品族模型的配置约束和产品配置方法,实现了板式家具产品的快速定制设计。以床为实例演示面向客户定制的板式家具产品族模型的建立及其配置方法。     

资源受限的复杂产品并行开发过程集成

针对复杂产品并行开发过程存在资源约束及信息耦合性强等特点,提出了资源受限的开发过程集成模型。根据开发过程功能需求构建了过程管理系统体系结构,研究了功能模块映射模型、功能模块集成模型、过程信息集成模型、事件逻辑推理模型以及基于资源推拉技术的资源冲突消解模型。基于复杂产品并行开发过程集成环境研究了产品开发过程规划的运行方式,通过活塞连杆组改进设计实例验证了资源受限的复杂产品并行开发过程集成技术的有效性。     

插装式比例节流阀多目标遗传算法结构优化

提出了插装式比例节流阀先导级结构参数优化设计方法。在插装式比例节流阀非线性数学建模的基础上,通过仿真研究了先导级结构参数的改变对整阀动态特性的影响规律。为提高设计效率,充分考虑了优化过程中各参数的约束条件。提出了基于多目标遗传算法的插装式比例节流阀结构优化方法,以提高其动态特性。对优化前后的整阀动态特性进行了验证。研究结果表明:基于优化设计方法设计的整阀动态特性显著提高。     

面向网络化制造的协同设计技术

设计了一种面向网络化制造的协同设计平台,建立了企业间产品开发的协作关系,提出了在产品开发中整合企业供应链上的制造资源、实现客户定制和企业协作的方法。通过对产品实际设计过程的特点分析,利用规划控制下的二阶段设计理论,研究了产品对象模型构造技术、工程知识表达技术和设计过程建模技术,提出了一种基于知识的协同设计方法。以成德绵区域网络化制造和应用服务供应商平台为基础,设计并实现了协同设计平台,实现了企业间的协作和基于知识的设计,并已在成德绵区域的多家企业应用。     

基于PLIB本体的产品资源公共模型研究与实现

为了满足大批量定制产品设计对设计资源的共享与重用要求,提出了基于PLIB本体的产品资源公共模型,该模型包括通用概念模型和配置功能模型.采用事物特性表对产品资源公共模型进行了形式化描述,并研究了从产品资源公共模型的本体语义模式到事物特性表关系语义模式的转换方法.在此基础上,通过所构建的网络化产品资源公共平台,实现了某汽轮机汽缸设计资源的统一管理及其在汽缸配置设计中的自动集成.     

按单设计型复杂产品多层次配置设计方法研究

在分析按单装配型配置系统不足的基础上,提出一种按单设计型复杂产品多层次配置的设计方法.根据客户需求,基于预定义的产品族平台,针对按单设计型产品不同类型模块特点,应用不同层次的配置规则进行模块的多层次配置,并对配置结果进行校验,得到满足用户需求的产品设计方案,作为订单产品设计的基础.     

基于DeltaV系统的分程控制的实现

在生产过程控制中,为了满足某些工艺操作的特殊性,需要采用分程控制系统,即一个控制器的输出带2个或2个以上的控制阀工作。该文从分程控制应用出发,说明基于DeltaV系统的淤浆催化剂罐压力分程控制系统的构成,控制阀开关形式选择和阀门定位器正反作用的使用,分程系统和控制阀开关形式组态;阐明了DeltaV系统的特点和分程控制系统组态方法。     

基于布局模型的液压机大规模定制设计

为实现液压机产品的大规模定制快速响应设计,提出了一种基于布局模型的产品设计方法。通过构建液压机的产品功能需求模型、运动功能模型和模块结构模型之间的映射,将得到的布局结构实例化,采用有限元和变量化方法进行布局结构的分析和优化,从而得到最优布局模型。分析得到的所有布局模型将作为产品平台的一部分加以存储,以支持产品的大规模定制设计。论述了液压机产品布局模型的拓扑结构和约束信息表达方法。最后给出了基于布局的大规模定制产品的配置和变型设计过程,该过程显示,布局模型的研究与应用可明显提高液压机类机械产品的设计效率。另外,对产品布局模型在大规模定制产品平台开发过程中进行了分析,完善和补充了大规模定制产品平台体系。     

集成环境下大批量定制的产品配置设计技术及其应用

提出了大批量定制的广义需求分类与多模式需求模型，给出了大批量定制的产品模块准配置与零件相似配置方法和大批量定制的功能单元配置与优化方法，结合浙江巨人电梯有限公司电梯产品的配置设计，开发了集成环境下大批量定制的产品配置集成设计系统，得到了较好的应用。     

Application of rapid prototyping and computational fluid dynamics in the development of water flow regulating valves

Water flow regulating valves are widely used in instant water heaters to vary the rate of water flow. The water flow regulation from the valve has to be linear so that the temperature at the outlet is uniform. The shapes of valve trim affect the flow rate and have to be confirmed before releasing the designs for manufacture. In this project, the flow rate regulating characteristics were improved for a flow regulating valve with the application of rapid prototyping (RP) and computational fluid dynamics (CFD). In the development of flow regulating valves, precise, functional prototypes were required. Design concepts of three valve trim designs were evaluated applying different RP techniques and CFD analysis. Prototypes from different RP systems were used as functional models. Over the product development cycle, RP and CFD analysis stages played an important role particularly in the design selection stage. Finally, comparisons of RP samples from various RP processes and the results of CFD analysis were made on the flow rate and flow regulation. Based on these comparisons, the best design was chosen for manufacture of the valves.