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。     

基于功能技术矩阵和模糊评价的产品模块化设计方法

目的:为解决多因素制约下的产品模块化设计问题,提高产品设计的系统性和效率性,提出一种基于功能技术矩阵和模糊综合评价的产品模块化设计方法.方法:建立在系统论和功能论的基础上,通过对产品系统进行功能划分,采用功能技术矩阵算法对建立的多准则模块划分模型求解,并运用多层次的模糊综合评价法寻找系统最优解,从而得到一套完整的产品模块化设计方法.结论:将功能技术矩阵和多层次的模糊综合评价应用于厕所节水器的设计案例中,可以增加用户需求分析准确性,扩大设计方案评价层次性,提高产品模块化设计的高效性和系统性.     

绿色模块化设计方法研究

绿色设计强调在产品全生命周期内着重考虑产品的环境属性并将其作为设计目标;模块化设计则以面向模块和功能分析为主要特征,能够通过模块的选择与组合快速形成产品系列。将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来,引入层次分析法,提出了绿色模块化设计方法并简要分析了其设计流程。这种方法利用零件合并准则对零件进行合并,利用功能准则和绿色准则对模块进行划分,能够同时保证产品的功能属性和环境属性。最后以分体空调器室外机组为实例进行了验证和分析。     

基于绿色设计的产品模块化研究

产品模块化是实施绿色设计的有效手段之一。提出了基于绿色设计的产品结构模块化的基本准则 ,探讨了产品结构的模糊聚类模块划分方法 ,进行了结果分析 ,并提出了提高产品结构模块化的改进措施     

基于失效模式传递网络模型的产品再制造模块化方法

绿色再制造是支持再循环经济的关键技术，而产品模块化可以有效促进再制造，提高产品再利用性。针对绿色再制造的产品模块化问题，提出一种基于失效模式传递网络模型的产品模块化方法。分析产品零部件失效模式，构建了失效模式—循环再利用方式传递网络模型，应用模糊集合理论构造不同层次之间的模糊关系矩阵，通过逐层映射以判析各零部件的循环再利用方式。综合分析零部件间功能—结构的关联关系及再制造特性的关联关系，考虑到产品寿命终结阶段再制造性指标的信息不完整性和模糊性，建立了综合关联矩阵。以零部件功能和结构的关联关系为聚类基础，基于传递闭包的聚类算法，获得不同的零部件聚类方案，建立产品模块化层次结构，以模块独立性和再制造性的最小描述长度为准则，实现模块的合理划分。以永磁减速起动机为例，验证了所提方法的有效性。     

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。     

“绿色模块驱动”及其重要度排序方法研究

产品模块化设计过程中的各个用于实现模块化结构的准则被形象的称为"模块驱动"。在实现产品的绿色模块化设计过程中,首先应确定相应的能够实现产品绿色性能和模块化结构的"绿色模块化驱动",进而根据这些驱动获得零件关系,从而为模块化产品的设计奠定基础。这里分析、总结了产品模块化设计过程中的各种"绿色模块驱动",然后使用粗糙集理论中的粗糙数方法,结合QFDE框架来获得"绿色模块驱动"的重要度,进而确定满足客户、企业、政策需求的"绿色模块驱动"。最后通过洗碗机产品的"绿色模块化驱动"重要度的确定过程来证明方法的有效性。     

复杂产品碳足迹节点单元渐进式模块化方法研究

为了更好的优化复杂产品的碳足迹,在拆卸混合图的基础上,融合公理化设计思想,定义度量功能域、结构域、生命域、接触域及低碳域的节点单元模块化要素组合准则。首先分立各组合准则,描述节点单元结构矩阵和关联图,利用动态模糊聚类层次法获取相关性,初步划分该准则模块。再综合各准则模块,辨析复杂产品极大极小集合范围模块。在确定各准则组合权重后,模糊聚类计算各准则下模块间综合关联度,编制聚类网格抽象图,依照不同阈值确定复杂产品碳足迹节点单元模块。经理论及车床实例验证,相对现有方法,该渐进式模块化方法具有能有效关联外部拆分需求、计算量较小和精度效率高等优点。     

面向可变功能机械的模块划分方案复杂度分析

模块划分方案的复杂度直接影响可变功能机械产品模块化设计的质量,合理的模块划分方案是开展此类产品设计开发的基础。基于功能-行为-结构模型对产品各构件进行相关度分析,建立相关度矩阵,应用模糊聚类法得到多种模块划分方案。依据信息熵理论,以模块化产品设计中的装配复杂度和设计复杂度为评价目标,建立模块划分方案复杂度的数学评价模型。对不同模块划分方案的复杂度进行比较,得到较合理的模块划分方案,并以可变功能榨汁机为例验证了方法的可行性。     

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。     

面向绿色制造的产品模块化设计研究综述

阐述了绿色产品生命周期的涵义，分析了绿色产品生命周期各阶段的特性及关联关系，对目前存在的绿色模块化设计技术和方法进行了分类总结。根据绿色产品生命周期各阶段研究侧重点不同，将目前绿色制造模块化设计归纳为面向产品生命周期模块化设计、绿色设计模块化设计、环境意识模块化设计、再制造模块化设计、可拆卸模块化设计、维修模块化设计、回收模块化设计、重用模块化设计及其他模块化设计，并对其相应的模块化设计方法进行了综述分析。最后展望了今后的研究趋势。     

Modular design method based on simultaneous consideration of physical and functional relationships in the conceptual design stage

There are many benefits of a modular product including reduced cost, rapid product development and reduced production time. The modular design of products has been increasingly popularized in modern engineering design activity. A new design method is proposed to design a modular product based on relationships among functional requirements of the product to overcome the difficulty of modular design. Axiomatic design, the function-based design method and design structure matrix are efficiently combined in the proposed method. Functional requirements and design parameters are defined based on the independence Axiom of axiomatic design and the zigzagging process of axiomatic design is employed for the decomposition of functional requirements and design parameters. The function-based design method is utilized for the decomposition of functional requirements and the design structure matrix is used to modularize the design parameters of the bottom level of the zigzagging process. Three design examples are demonstrated to validate the proposed method. The results are discussed and the usefulness of the proposed method is presented.     

基于模糊综合评判法的材料选择

常用的材料选择方法往往忽略了材料的环境属性,从而造成许多的环境问题。基于绿色设计理念,为了在设计阶段将材料对环境的影响降到最低,采用模糊综合评判法从机械性能、工艺性能、经济性和环境属性四个角度对NPT3型内平动齿轮减速器的内齿轮输出轴进行了材料选择,得出最佳材料是QT600-3。结果表明,模糊综合评判法用于选择同时满足轴类和齿轮类零件要求的材料是可行的。     

[制造服务]制造物联环境下基于结构矩阵的智能服务功能模块化设计

通过对制造与服务融合中服务运作环境和服务功能需求分析,提出了一种模块化智能服务设计方法。该方法基于制造物联环境,采用模块化技术来实现,包含智能服务功能设计初始化、智能服务功能设计重构和智能服务功能模块化。利用设计结构矩阵分析智能服务的功能关系,提出了智能服务功能的模块化设计策略,确定智能服务的功能重构。通过具体实例应用,证明了制造物联环境中智能服务功能模块化设计策略的可行性和优越性。     

基于解释结构模型的产品绿色设计方案评价

介绍了制造业中注重绿色设计的必要性.通过产品绿色设计方案评价指标体系的建立,构建了产品绿色设计方案模糊综合评价模型.所给出的评价模型能使企业的产品设计者对所设计产品的环境友好性进行比较,并为产品的设计方案选择提供依据.     

公理设计中关键性耦合设计参数识别方法

应用公理设计进行产品设计时,耦合设计往往会不可避免地出现,针对此问题,提出一种识别关键性耦合设计参数的方法。利用分解操作识别耦合的功能集,采用基于三角模糊数的层次分析法对耦合功能集进行量化;然后基于全微分的方法将设计矩阵转化成基于功能要求的由设计参数构成的设计结构矩阵,对设计结构矩阵进行矩阵分析并提出工作量变换矩阵模型,以判断设计是否收敛并识别最能影响设计迭代的关键性设计参数;最后结合水冷卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对上述方法进行验证,分析表明该方法可以有效识别影响设计反复迭代的关键设计参数和设计模态,快速确定耦合原因的症结所在,从而指导进一步的再设计。     

基于公理设计和模块关联矩阵的产品族设计耦合分析

针对产品族设计耦合问题,分析比较了其与单一产品设计耦合的异同之处,提出了一种基于公理设计和模块关联矩阵的耦合分析方法。以公理设计为指导,进行功能需求分析及类型划分;分析了产品族客户需求、功能要求、设计参数和模块之间的对应关联关系,考虑适应性设计参数的影响度并将其分为两类以确定产品族的共性和差异性;从策略层面减弱产品族设计的耦合性。从操作层面的角度,根据设计参数零部件间的综合关联关系,通过聚类重构生成几个相互之间具有较小依赖度的模块,分析设计参数间的变更传播关系,建立产品族模块关联矩阵;从模块内部的耦合和模块之间的耦合两方面探讨了关联特性。最后通过电力液压盘式制动器实例阐述了产品族设计耦合分析过程。     

家用电冰箱绿色设计探析

主要对家用电冰箱的绿色设计进行了一般性探讨,家用电冰箱绿色设计包括绿色材料的选择、节能设计、可拆卸性和可回收性设计、模块化设计、绿色包装设计等几方面内容,提出了绿色设计评价在绿色设计过程中也具有重要意义。