基于产品核心零件的模块划分方法

为实现复杂机械产品的模块化设计,提出了一种以产品重要零件为核心的模块划分方法。首先,引入图论概念,构建机械产品各零件间的结构关系与功能关系图;然后采用"节点删除"测度算法寻找关系图中的关键节点,结合产品设计先验知识确定产品的重要零件;最后以重要零件为核心,根据一般零件与重要零件间的结构与功能关系确定其从属性,形成产品模块划分方案。并结合非开挖水平钻机动力头装置模块划分的应用实例,验证了该方法的有效性。     

基于产品族参数化模块的飞机零件工艺装备变型设计技术

针对飞机零件工艺装备结构相似、细节结构变化大的特点,提出了一种基于参数化模块的飞机零件工艺装备变型设计的方法。基于零件的相似性和工艺要求提取飞机零件工装产品族,在产品族内对模块进行划分与组合实现变型设计。基于设计结构矩阵的方法对零件工装进行模块划分,并对划分后的模块进行参数化设计。当有新的工装设计任务时,可以通过比对零件特征以及工艺找到对应产品族,通过产品族内模块选择与组合,并基于参数化修改达到快速变型设计的目的。最后以飞机常用钣金零件翻边成形模具进行实例验证验证。     

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。     

面向大规模定制的产品模块化设计方法

对零件进行了功能和物理特性分析 ,得到了零件之间的交互值并形成了关系矩阵 ,采用层次分析法对影响模块形成的因素进行了权重分配 ;基于模糊树图方法对产品模块进行了合理、有效的划分 ,并应用基于多专家的综合评判法对取不同阈值的模块划分结果进行方案评价 ;结合典型实例说明了该文提出的设计方法可以解决面向大规模定制的产品模块化形成问题。与其他优化算法相比 ,基于模糊树图理论的模块形成方法可以对产品进行有效、合理的模块划分 ,具有良好的适应性和通用性 ;基于多专家的模糊综合评判方法可以对模块的划分方案进行科学的决策 ,得到的最优设计方案符合机械产品的设计规律     

基于遗传模拟退火算法的减速器模块化设计的模块方法

模块划分是模块化设计的基础及关键性步骤,通过对产品功能相关性、几何相关性和物理相关性的分析形成零件间模糊相似矩阵,然后以模块高内聚、低耦合作为划分的依据,采用遗传模拟退火算法(SAGA)对产品进行模块划分,为模块划分提供一种高效、合理的方式,结合典型减速器实例验证算法的可行性及实用性。     

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。     

产品知识模块本体的构建

对产品知识模块本体进行定义,并给出其内涵;提出了产品知识的模块划分思想,即从产品、部件、零件及零件特性等几个层次上采用结构模块方法对产品知识进行模块划分,并给出产品知识模块的正规化处理方法;对产品知识模块本体建模语言的选择及产品知识模块本体的维护等内容进行描述;给出了产品知识模块本体的构建过程,该过程包括产品知识的领域选择、模块划分、本体元素确定、本体语言选择、模块本体构建和动态本体进化等6个方面,并以实例说明该过程.     

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。     

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.     

模块化产品设计中模块间的关联分析与解耦策略

在模块化产品设计过程中,模块之间往往存在着关联关系,使得设计更复杂,进而增加产品开发周期和成本。针对模块化产品设计中模块间的耦合关联问题,基于设计结构矩阵(DSM)表示产品零件之间的关联关系,分析模块间的相互作用,确定关联模块的主控零件和依赖零件;分析主控零件的关联传播路径,计算模块关联依赖度,确定模块的优先级顺序。然后根据产品结构及其零部件的复杂性,分析主控关联零件的影响,从模块间的关联依赖度、关联零件变更传播的影响及提高模块的适应性等几个方面,提出关联模块的解耦策略。通过起重机抓斗实例阐述了产品模块化设计关联分析过程与解耦方法。     

一种求解绿色模块划分的蚁群算法

以双梁桥式起重机桥梁作为实例,研究了基于零件基本单元的产品绿色模块划分问题,既考虑模块之间功能相关性和结构相关性,又考虑零件本身的绿色属性,以模块内部最大聚合度、模块之间最小耦合度和模块组合绿色度最高为目标函数,建立了产品绿色模块划分的优化模型,提出一种蚁群算法求解方案,通过十次实验均求出最优模块划分,最后对参数的合理选取和实验结果进行讨论分析,验证其合理可行性,具有极大的生产实用性。     

复杂机电产品多层级模块化设计方法的研究与应用

针对复杂机电产品在模块划分中体现出的多层级特性进行分析研究,以各层级模块化特点切入:在系统层,整合单个或多个领域设备,构建模块化生产线和工厂;在整机层,架构以通用零组件和技术要素为基础的模块化产品平台,达成终端整机的多样化;在部件层,提出基于最小子集的模块划分与聚类方法,结合定性、定量手段聚类零部件;在零件层,对零件尺寸和结构特征单元进行合理化,实现模块信息的一体化管理。随后以E系列曝光机为研究对象,将多层级分析方法应用于该产品的模块化设计,在整机、部件、零件层应用上述系列方法进行实例验证,为复杂机电产品高效模块化解决方案的实现提供了参考。     

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。     

面向再设计的产品模块划分方法

针对现有模块划分方法的不足,提出和构建了产品模块划分的统一数学模型和求解流程。在此基础上,利用零件综合模糊相似矩阵构造了基于模块聚合度和分离度的适应度函数,同时根据模块划分矩阵的特点,应用矩阵交叉遗传算法进行了产品模块划分的优化求解。最后以某天文圆顶产品为例,说明了零件综合模糊相似矩阵的获取过程,以及算法的优化求解过程。实践证明该方法快速有效。     

面向广义工程更改的产品模块划分方法研究

提出了产品配置设计中广义工程更改的概念，对广义工程更改需求进行了分析，由此映射出模块划分影响因素。采用二次聚合方法对产品进行了模块划分，根据零件之间的连接关系，划分出产品的子功能机构，然后根据广义工程更改需求，建立了机构之间的关联矩阵，采用截取矩阵对机构进行了模块聚合，通过判别矩阵对划分的模块进行验证与优化。最后用平头锁眼机的模块划分说明了该方法的有效性。     

面向产品创新设计的功能模块动态划分方法研究

针对面向产品创新设计的功能模块划分中没有考虑技术进化的问题,从客户需求、流、技术的角度出发,研究功能模块动态划分方法。以产品的功能结构为基础,建立了功能相关矩阵。基于模糊等价矩阵的动态聚类分析,动态划分产品的功能模块。以模块内平均聚合度和模块间平均分离度来评价不同模块划分结果。多绳金刚石串珠锯功能模块动态划分实例说明了该方法具有较强的分辨性,可以进行面向产品创新设计的功能模块动态划分。
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绿色性对模块化产品设计的影响

传统模块化设计是基于功能需求出发,产品生命周期中会产生资源浪费和环境污染。本文在传统模块化设计的基础上,增加了产品的绿色性指标,通过分析绿色性与模块化之间存在的相互关系,确定模块划分准则,用模糊隶属度来定量地描述各准则的相关性。通过层次分析法确定各准则的权重,求出各零件之间的交互值矩阵,用模糊矩阵的传递闭包进行模糊聚类,从而得到基于功能和绿色性的两种不同模块划分结果。最后以电吹风为例论证了绿色模块化设计方法有利于环境保护。     

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。     

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。     

可重构卷筒纸包装机模块方案设计

企业产品链中各产品在功能上具有不同程度的相似性,为构建面向企业的可重构平台提供了必要条件;利用系统方法对产品在使用中物料流动顺序和变化进行分析,划分产品的功能模块;在企业产品链中依据相同功能将不同层次功能模块分成通用模块、类模块和概念模块;使企业产品由通用模块、类模块和概念模块组成;在设计时,通过调用通用模块和类模块,只对概念模块进行设计,以节约成本。该方法应用于企业包装机械产品设计,实现了产品的可重构性。