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。     

基于层次分析法的清障救援车模块划分技术研究

针对清障救援车辆,提出了一种基于模块化理论的模块划分方法,充分考虑了清障救援车辆产品从设计、装配到使用过程中的阶段特性,从功能、结构、材料、使用寿命、接口关系及回收利用等方面制订了该类型车辆产品的模块划分准则,并基于层次分析法构建了清障救援车零部件综合相关性矩阵。结合模糊聚类分析方法,进行产品零部件模块聚类划分,并基于模块内聚合度与模块间耦合度关系评价,选取最优阈值,优化模块划分方案。最后以某重型清障救援车产品为例,验证了该划分方法的合理性。     

面向用户性能需求的产品公差体系再设计方法

针对用户对产品性能需求不断变化,提出了一种面向用户性能需求的产品公差体系再设计方法,使生产企业充分利用原产品生产系统,不需重新构建制造系统和质量检验体系,只需对原系统做适当调整,快速响应市场变化,从而使产品既能满足用户需求而成本又最低。在分析产品公差体系的基础上,充分利用产品生产过程中各检验和试验环节记录下的历史数据,建立起基于支持向量非线性回归机的产品性能偏差与零部件质量特征偏差之间的关系模型。以产品制造成本最小为目标,以产品性能偏差满足用户需求、零部件质量特征偏差不超过其公差、零部件公差不超出其经济加工公差范围为约束,建立起面向产品用户性能需求的产品公差体系再设计优化模型,并以微电机为例进行其公差体系再设计,结果表明该方法行之有效,将产品公差设计从产品开发阶段扩展到产品全市场周期,为实现产品公差设计提供了新途径。     

基于实例推理的数控车床智能模块组合方法

随着经济全球化的发展,产品模块组合方法成为了快速设计出符合用户需求产品的关键技术之一。针对重要的基础装备制造产品——数控机床,以卧式数控车床为研究对象,以用户需求为驱动,提出基于实例推理的数控车床智能模块组合方法。在该方法中,建立卧式数控车床产品规划阶段质量屋及其优化模型,用来实现以定制产品的综合性能与客户技术需求相关度最大为目标的用户需求的获取与转化。采用模糊相似优先比算法进行卧式数控车床相似实例的检索。基于灰色关联分析法给出卧式数控车床相似实例的评价,从而高效智能地搜索出用户总体满意度最大化的卧式数控车床。以HTC系列数控车床为实例,验证了该方法的可行性和有效性。     

斗式提升机模块化快速设计关键技术研究

模块化设计是缩短产品设计周期、快速响应市场需求、实现大批量定制和敏捷制造的重要设计方法.由于机械产品功能结构的多样性和复杂性,实施模块化设计过程中的诸多问题依然没有通用的、完善的解决方法.文中以斗式提升机产品模块化设计为例,探讨了大型复杂机械产品模块化设计中的两个关键问题,即模块划分和模块检索方法问题.首先,针对大型复杂机械产品的结构特点,提出了基于用户量化参数与产品零部件关联度的模块划分方法,之后,针对复杂客户需求下模块检索问题,提出了以区间距为度量方式的模块检索方法,解决了模块具有多种属性且属性值为区间值时的定量检索问题;并在此基础上实现了斗式提升机模块化产品的成本预算,最后,给出了斗式提升机模块化设计原型系统总体结构和工作流程,验证了模块划分和检索方法的可行性.     

PSM中产品配置模型的研究

在PSM中,基于模块化设计的产品模块设计配置过程,主要问题是如何建立多样化、个性化的用户需求与产品模块库中模块的映射,如何创建模块配置空间.文中对产品配置模型及产品配置过程进行了详细阐述,给出了产品配置模型及PSM系统模型,并给出了实例.     

动车组转向架模块化产品平台设计

研究了模块化产品平台的设计方法,并构建了动车组转向架模块化产品平台。从客户需求出发,通过分析需求-模块的映射关系和模块之间的影响关系,得到模块变异指数和模块传播指数,基于模块变异指数和传播指数识别出产品平台元素;在企业已有模块实例基础上,利用模糊聚类、层次分析法和基于遗传算法优化设计对产品平台元素进行设计。以动车组转向架为对象构建了产品平台,验证了方法的有效性。     

面向大批量定制的产品设计方法研究

面向大批量定制的产品设计是企业成功实施大批量定制的关键环节。介绍了 4种主要的面向大批量定制的产品设计方法 ,即在已有产品结构和模块基础上的产品配置设计 ;在已有产品结构和模块基础上 ,根据用户需求对模块的尺寸进行变化的产品变型设计 ;根据用户需求选择产品结构和模块的产品组合设计 ;用户需求变化较大时的产品创新设计。并对这 4种设计方法进行了比较。     

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。     

基于改进质量功能展开的产品可持续设计模块重要度判定

为实现产品的可持续设计,使企业在竞争市场中占据有利地位,提出了基于改进质量功能展开(Q FD)的产品可持续设计模块重要度判定方法.针对需求评价环境的不确定性和用户的偏好表达,利用混合信息表征Q FD中的用户需求评价,考虑到语言术语更符合专家在模糊情境下的表达习惯,利用犹豫模糊语言集表征Q FD中需求和模块的关联关系;构建均衡接近模型,获得具有高认同度的用户层面的需求重要度,联合期望关联和偏差最大化构建模型,获得具有高区分度的专家层面的需求重要度,设置调节参数,确定需求最终重要度;考虑到专家的有限理性行为以及传统判定方法易造成决策补偿性问题,将前景理论和复杂比例评价方法相结合确定模块重要度,以实例验证了所提方法的有效性.     

基于体验的产品定制研究

体验经济下的产品定制必须满足用户体验和品牌体验的双重需求。将用户体验需求通过用户模糊生活方式和用户显性需求特征加以表述,将品牌体验分解为隐性品牌设计个性和显性品牌设计元素。建立了基于关键性能特征、美学特征和附加特征的产品特征模型,重定义产品族功能模块为关键模块、基础模块和附件模块。阐述了基于体验的产品定制原理和流程,并通过实例验证了方法的有效性。     

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。     

面向大指定制的产品设计方法研究

面向大批量定制的产品设计是企业成功实施大批量定制的关键环节。介绍了4种主要的面向大批量定制的产品设计方法，即在已有产品结构和模块基础上的产品配置设计；在已有产品结构和模块基础上，根据用户需求对模块的尺寸进行变化的产品变型设计；根据用户需求选择产品结构和模块的产品组合设计；用户需求变化较大时的产品创新设计。并对这4种设计方法进行了比较。     

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.     

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.     

刮板输送机产品平台建立及配置方法研究

刮板输送机是典型的定制产品,每种新的变型大都是在已有机型上进行的变型设计,为基于产品平台的产品配置方法提供了必要的条件.在分析已有产品的基础上,通过产品平台参数提取和映射,建立了产品平台及结构树.提出了实现客户需求的产品配置流程,通过寻找客户所需的产品平台实现其配置.通过产品平台特征参数、配置约束及模糊模式识别等方法,确定产品的不变结构,可直接输出进行生产,而部分零部件的变型设计也相对简单,缩短了产品设计和生产的周期.     

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.     

基于QFD-NSGA-Ⅱ-TOPSIS的采茶机设计

为改进现有采茶机设计，提升用户满意度，构建了融合QFD,NAGS-Ⅱ及TOPSIS方法的产品设计模型，使用户全程参与到产品设计过程中。通过分析用户需求，得到用户需求权重，并基于采茶机的技术特性和零部件结构，得到产品设计重点。以用户对零部件的打分和零部件成本为依据构建优化模型，对设计方案进行优化设计。通过对方案进行评价，筛选出最优设计方案。采茶机设计实例验证了模型的有效性，可为其他农机产品设计提供参考。     

基于知识关联的产品知识聚类集成模型研究

针对当前通用设计与专业设计、设计能力与设计经验、设计与生产之间存在的壁垒,提出了基于功能设计和基于案例设计的知识推送方案并搭建了基于语义知识共现技术与反馈网络的产品模糊知识聚类集成模型。借助知识共现技术与知识功能语义检索技术,构建了产品代码及标准匹配知识模块和产品功能语义关联模块,利用粗糙集理论,提出产品类别关联方法和网络。构建了产品聚类及权重调整模块,以调整关联度的方式利用用户反馈对知识关联模型进行优化。通过实例对该模型的检索流程和效果进行了分析与验证。