基于MC环境的面向订单产品设计方法研究

针对大批量定制环境下的面向订单设计（ETO）产品，在分析其特点的基础上，给出了实现其大批量定制的产品开发设计系统框架，并对其中关键技术进行了研究。提出利用事物特性表技术进行面向产品族的模块化产品开发，建立基于产品族的产品主结构模型用于配置设计，建立基于零件族的零部件主模型用于变型设计，通过标准化和模块化等手段，使产品及其零部件的客户订单分离点后移，从而实现满足ETO产品快速设计的需要，在保证产品质量的同时，降低产品成本。以工业汽轮机汽缸为例说明了方法的可行性。     

面向大批量定制产品开发设计技术的应用研究

结合工业汽轮机关键零部件转子和汽缸,对面向大批量定制产品开发设计关键技术--模块化、产品零部件主模型、产品主结构以及产品配置技术的应用进行了较深入的研究,并在此基础上提出了面向大批量定制产品开发设计系统.该系统在PDM-Smart Team基础上,集成自主开发的编码模块及事物特性表模块.设计人员借助该系统可建立产品的主模型和主结构,从而快速地设计出满足客户需求的个性化产品.最后,给出了其在工业汽轮机设计中的应用实例.     

大规模定制下的参数化设计技术研究

大规模定制环境下,改变参数化设计的流程,将产品的开发设计过程划分为创造性的详细开发过程和敏捷性的定制设计过程.利用广义模块化技术和全息建模技术构建产品族的主结构、主模型、主文档,实现产品的详细开发过程,利用基于知识的配置设计实现产品的定制结构,采用与数据库关联的整体控制局部的模块化变型设计方法实现产品的变型设计.实际应用表明模块化的设计方法、基于知识的配置设计和变型设计是实现大规模定制参数化设计的行之有效的技术方法,极大地提高了参数化设计的效率.     

面向大批量定制的产品成本估算方法研究

研究了大批量定制生产的特点和产品定制层次，并对不同的产品定制层次提出了不同的成本估算方法，建立了面向大批量定制的产品成本估算模型，针对设计定制中需要重新设计的零部件，进行了类似零件成本，制造成本和装配成本的估算，利用该方法可以为定制产品提供快速，合理、科学的报价依据。     

面向大批量定制产品的快速设计系统的研究

为提高定制企业对市场的快速响应能力，需要建立大批量定制产品的功能-结构映射关系，本文分析了使用产品族体系组织产品设计资源的方法，提出了信息系统用来表达定制产品族设计知识的“三层次模型”及其实现过程，并在Unigraphics及其知识融合UG/KF平台上采用KBE与CAD集成的方式，为电梯轿厢产品开发了以产品知识库为中心的集成化的快速设计系统。     

面向大批量定制设计的定制客户动态聚类方法研究

通过分析现有客户聚类存在的不足，面向大批量定制设计提出了根据功能结构模型进行客户动态聚类划分的新方法。采用面向对象的技术，
将功能作为产品族的特征属性与产品族结构封装，建立了产品族功能结构模型；应用蚂蚁自我聚集行为的聚类原理，以产品族功能结构模型为分类模式，以动态定制客户集为模式样本，提出了基于功能结构蚂蚁树的定制客户动态聚类算法。在自行开发的工程机械产品定制服务平台上，以摊铺机定制客户的聚类划分为例进行了实验验证。     

产品族的模块化设计方法研究与应用

为了快速响应多变的市场需求,将产品族的模块化设计方法运用到大批量定制生产的研发设计中去。通过市场需求分析,将其转化为功能模型,对产品零部件进行模块划分,建立产品族模块库,以市场为导向配置不同系列的细分产品,生成最终产品族,满足差异化客户群。将该方法运用到电暖炉的产品研发设计中去,验证该方法的可行性。设计过程表明,该设计方法可靠有效,适合各功能组件独立,模块化程度高的产品族设计。     

煤矿机械面向大批量定制的产品配置设计

结合某煤矿机械有限公司采煤机实施大批量定制生产的实际情况,基于大批量定制产品设计的理论及特点,在建立采煤机产品族结构模型的基础上,通过对产品族规则约束和配置方式的研究,基于规则约束提出一种结合产品编码的采煤机配置方法,实现采煤机按客户需求进行快速变型设计的目的.     

面向大批量定制生产的产品族设计技术综述

随着市场竞争的日益激烈,传统的大批量生产和单一的定制生产模式在激烈的市场竞争中已失去竞争优势,大批量定制生产模式,已成为制造业发展的必然趋势,它试图将大批量生产的高效率、低成本与定制生产灵活性、个性化的优势结合起来。开展产品族设计是实现大批量定制生产的有效途径。论述了大批量定制生产与产品族设计的关系,并对国内外有关产品族设计的文献进行了系统的整理和归类,提出了产品族设计系统框架,且对产品族设计的实现方法进行了介绍。     

面向大批量定制的公共产品平台研究

介绍了公共产品平台的概念和特征，探讨了基于公共平台的产品族设计方法，给出了面向大批量定制的公共平台体系结构框架及其形式化表达；探讨了企业在面向大批量定制设计中公共产品平台的开发策略，详细论述了公共平台开发中的关键技术，并对平台元素的粒度问题、平台的选择和评价，以及跨企业的广义公共产品平台策略进行了说明。     

面向定制产品的数控程序设计

为快速得到产品变型后的数控加工程序,研究了面向定制产品的数控程序设计原理,提出了在产品变型主模型的基础上,建立数字控制程序主模板的数控程序设计方法。为了建立数字控制程序主模板,分析和定义了定制产品的加工特征,并设计了数字控制子程序库;在此基础上,设计了数字控制程序主模板原型;通过数字控制程序生成过程对数据进行了分析、计算和处理,得到了定制产品的数控加工程序。另外,将事物特性表与数字控制程序主模板相结合,实现了数控程序的变型设计。最后,用实例验证了上述原理和方法,结果表明该方法能够实现定制产品开发过程下游的变型响应,有效地支持大规模定制生产。     

混凝土泵车的产品模块建模方法研究

针对泵车产品设计成本高和开发周期长的问题,采用模块化建模方法建立了泵车模块化产品开发平台。以泵车销轴为例,通过模块几何形状和结构参数分析,建立了销轴模块的主模型、主文档,生成了不同的销轴工程图实例。对泵车一级模块和二级模块的模块接口进行了类别划分。根据产品数据管理系统(PDM)和产品主结构,构建了订单产品模块化设计需要的模块分类树,划分出了泵车的基本模块、必选模块和可选模块,在此基础上进行了产品结构参数系列化设计和产品结构模块系列化设计。泵车模块建模方法在企业的实践结果表明:该方法减少和优化了约30%的零部件品种规格,缩短了近50%的产品研发时间,在降低生产成本的同时还提升了泵车产品的研发质量和品牌竞争力。     

变型零件NC程序主模板设计

针对大规模定制环境下数控加工程序的快速设计问题，在分析变型技术和NC编程技术的基础上，提出了一种适合零件尺寸变型的NC程序主模板的模型。通过加工特征的定义、划分和NC子程序库的设计，对NC程序主模板的内容和结构进行了分析，给出了NC程序主模板的生成过程。开发了NC程序主模板生成向导，以人机交互的方式快速得到定制零件族的NC程序主模板，实现了基于NC程序主模板的数控加工程序生成过程，可以快速得到变型零件的数控加工程序，提高了变型零件数控程序设计的效率和自动化水平，并用实例验证了这些原理的可行性。     

基于智能主模型的产品结构建模与分析评估

产品智能主模型完整定义了产品的功能结构与多学科分析,通过骨架控制方法实现了从初步设计到详细设计过程的结构建模;以编写多学科分析需求为导向的工程语义知识,结合从产品数据模型到工程语义系统间的智能接口开发,形成产品研制各个阶段中的性能分析与评估,从而实现产品的面向全过程的设计。以航天工装支架车为例,验证该方法支持的面向设计过程的结构建模与分析评估的可行性.     

虚拟产品开发技术及其建模方法的研究

深入地探讨了虚拟产品开发技术相关的基本概念，从方法学的角度分析了虚拟产品开发技术建模特点，研究并提出了全息建模方法中的设计环境模型的概念和组成结构。通过设计环境模型的建立不但可以记录和监控开发过程，而且可以通过各领域的知识导出多视图应用模型，最后，用一个实例说明设计环境模型的建立。     

飞机数字化设计工程数据管理技术研究

飞机设计过程中的工程数据管理及其具体内容，已成为实现数字化飞机设计的关键。结合飞机设计工程数据管理系统的开发，提出并描述了由集成文挡、产品结构和更改控制组成的飞机数字化产品模型，阐述了飞机设计工程数据管理系统的功能模型，重点讨论了系统中产品结构树的生成算法，最后提出了基于工程数据管理的数字化飞机并行设计过程模型。     

产品族生命周期数据模型及其演化研究

为了更好地描述和管理产品内不同产品数据,提出了由产品主结构维、产品组维和视图维构成的产品族生命周期的3维模型。分析了产品族生命周期内的主结构、产品组和产品的不同演化过程,并采用演化矩阵对不同演化过程进行了形式化描述。产品主结构、产品组和产品的演化矩阵构成了产品族演化过程空间。将产品族模型与产品族演化过程相结合,可以获得产品族中任一产品结构视图对应的产品主结构、产品组和产品视图的演化过程。该方法已经在某电梯厂得到了较好的应用。     

面向产品开发过程的文档动态管理技术

产品开发过程的动态性和反复性要求管理和控制文档的动态变化过程。为此,提出了以文档的组织与存储机制、文档版本控制和基于“过程一生命周期”松耦合互动模式技术等为核心的文档动态管理技术。文档对象为描述同类产品信息的多个文件的逻辑整体。通过基于文件柜、产品、生命周期的多模式文档组织方案,实现开发人员之间的协同和信息共享。采用树形结构版本模型,借助文件柜机制控制版本的变化,记录文档的设计历史。以任务为核心集成过程模型与生命周期模型,采用过程与生命周期的松耦合互动驱动文档生命周期状态的变迁。基于以上理论和方案,构建了文档动态管理对象模型,开发了产品数据管理系统,实现了产品开发过程中文档动态变化的管理和控制。