复杂产品信息多领域建模研究

为解决当前产品设计过程中存在的知识不能及时共享问题,将项目管理工具——设计结构矩阵应用到船舶设计中,分别建立了产品、流程和人员3个领域的设计结构矩阵模型和两两领域之间的领域配置矩阵模型,最终建立了包含3个领域的多领域矩阵模型,为协同设计原型系统的开发奠定了理论基础。     

基于动态设计结构矩阵的复杂产品配置过程规划技术

为降低复杂产品配置任务间的耦合程度,减少配置过程的迭代次数,优化产品配置设计过程,以动态设计结构矩阵(Design structure matrix,DSM)为工具研究了产品配置过程的规划技术。研究基于数据流图的产品配置过程任务建模,在此基础上通过映射得到配置过程DSM,并将其拓展为三视图结构,通过视图间的双重映射获得配置过程动态DSM,使客户需求和最新配置知识在产品配置过程中得以动态反映。用矩阵的分解和撕裂算法对配置过程进行规划,重组配置任务,优化任务执行次序,为协同配置设计任务分配提供基础。以大型电除尘装备为例子分析配置设计过程规划技术的具体实现。     

基于DSM的复杂产品多性能协同设计方法

首先分析了复杂产品多性能之间耦合因素的产生机制,将性能之间的关系分成耦合、独立和顺序型三种关系;然后采用DSM矩阵对多性能间的关系进行形式化描述,通过DSM矩阵优化重构以规划解耦流程;最后以多性能整体满意度为最优目标,并通过优化算法对产品多性能进行协同设计。     

复杂产品协同设计中关键问题的研究

根据复杂产品的开发特点对多领域协同设计的主要内容进行概述,并对其中的关键问题进行重点深入的分析,具 体内容包括:协同设计系统框架、协同模型的建立、冲突检测和消解、耦合因素的分析等。     

数控机床多领域建模与设计优化的研究及发展

分析了国内外多领域协同建模与仿真技术、多学科设计优化的研究现状及发展动态。介绍了3种多领域建模仿真方法,及最近发展起来的一种多学科设计优化方法——目标级联法。指出数控机床多学科设计发展趋势是将统一多领域建模语言（Modelica）、产品数据交换标准（STEP）、高层体系结构（HLA）以及目标级联分析法（ATC）等应用于数控机床多领域设计,研究数控机床的多领域协同建模、仿真与设计优化一体化技术。     

基于耦合强度设计结构矩阵的复杂产品配置模型优化及应用

针对复杂产品内部结构耦合性强、配置设计求解效率和准确性低的问题,提出基于耦合强度设计结构矩阵的复杂产品配置模型优化技术。定义了产品配置结构体,基于结构体之间的父子逻辑关系和约束关系,对配置模型进行耦合分析,并对结构体间的耦合关系进行量化。通过映射得到配置模型耦合强度设计结构矩阵,对其进行分解变换并给出的聚合强度指数函数进行判定,得到结构体聚合集。采用基于净供给度解耦算法撕裂聚合集,重组配置结构体,优化配置模型。该技术在高档数控机床配置设计中得到了应用与验证,提高了数控机床的配置效率与准确性。     

复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代量计算

以汽车发动机开发为例,基于设计结构矩阵对发动机开发过程进行了建模与分析;对产品开发过程中的结构特征描述,复杂产品的实体单元之间的依赖关系的管理,系统结构的模块化聚类,以及识别和优化设计迭代等方面进行了研究;对发动机开发任务进行了模块化聚类,并运用基于定量参数的分析变换模型计算了在发动机设计过程中各个任务所引起的依赖性设计迭代总量。实际开发项目应用表明,复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代计算能有效降低发动机产品开发决策中的复杂性。     

基于层次化设计结构矩阵的复杂产品研发过程研究

诸如卫星、雷达、飞行器等复杂产品研发普遍采用分解—综合的设计模式以降低研发的复杂程度,但复杂系统分解得到的分系统之间、分系统内部组件之间及其不同学科之间在研发过程中相互关联,造成研发活动之间数据交互复杂,研发活动迭代频繁,使得产品研发过程分析、管理困难。针对复杂产品采用的分解—综合设计模式,基于系统层次分解定义不同级别组件对应的研发活动、计算模型和指标参数,进而基于系统架构建立层次化设计结构矩阵(Multi-level design structure matrix,MDSM),利用层次化设计结构矩阵分析不同层次的研发活动之间的数据依赖关系,并自动生成复杂产品研发流程的过程逻辑,最终实现基于输入/输出数据模板和消息驱动的层次化、模块化、集成化的复杂产品研发全局流程模型。     

基于多目标遗传算法的产品优化配置研究

针对产品配置设计存在的问题，提出一种基于多目标遗传算法的产品优化配置方法，设计了相应编码解码方案和适应度计算方法，在具体算法中，对小生境的范围确定和精英策略提出改进。仿真实验证明，该算法可行有效，优于其他遗传算法。     

基于模糊多属性决策的复杂产品配置方法

目前产品配置设计主要是标准模块基础上的功能实现,针对模糊型复杂产品的配置问题,将模糊多属性决策理论引入到配置设计方法中.考虑客户主观不确定偏好,通过模糊需求的知识获取以及模糊需求与产品属性间的描述,实现客户模糊需求到配置需求的非线性映射.将配置需求作为复杂产品模糊层次配置的输入,通过非标准模块的相似性标识和模糊层次配置的求解,实现复杂产品模糊层次配置设计,模糊层次配置的输出为配置方案集.利用神经网络技术建立模糊多属性决策的配置方案评价模型,对配置方案集进行比较和排序,优选出最接近客户满意的配置结果.结合注塑机产品的配置设计,分析客户需求的模糊、不足和冗余问题,在第一层精确配置和第二层模糊相似配置的基础上,获得四个配置方案集,通过模糊神经网络的多属性决策模型,求解最优方案,并开发了注塑机配置设计系统.     

基于XML的个性化产品信息建模技术研究

为便于在Internet中构建形式化、易操作、易理解的个性化产品信息模型,通过对产品特征信息结构及零件信息模型的研究,讨论了网络环境下建模语言的特征,提出基于STEP的面向对象描述语言EXPRESS向XML映射的方式来实现个性化产品的信息建模技术,并通过控件接口类的设计来实现信息模型的基本操作.     

面向协同产品开发链的集成产品信息建模研究

协同产品开发链是大批量定制环境下的分布式产品开发网络。当前许多产品建模方法没有考虑到当前大批量定制的生产环境以及协同产品开发过程对产品模型的要求，具有一定的局限性。为此介绍了协同产品开发链及其工作模式，并对当前的主要产品建模技术进行了回顾，分析了协同产品开发链的内涵及其对产品模型的要求。产品开发链成员之间进行协同开发的关键是产品配置模型，讨论了面向协同开发的集成产品信息模型及模型的主要内容，并分析了产品配置模型在开发链产品模型中的作用，此外还介绍了集成产品模型的功能结构和逻辑结构。     

面向协同产品开发链的集成产品信息建模研究

协同产品开发链是大批量定制环境下的分布式产品开发网络。当前许多产品建模方法没有考虑到当前大批量定制的生产环境以及协同产品开发过程对产品模型的要求,具有一定的局限性。为此介绍了协同产品开发链及其工作模式,并对当前的主要产品建模技术进行了回顾,分析了协同产品开发链的内涵及其对产品模型的要求。产品开发链成员之间进行协同开发的关键是产品配置模型,讨论了面向协同开发的集成产品信息模型及模型的主要内容,并分析了产品配置模型在开发链产品模型中的作用,此外还介绍了集成产品模型的功能结构和逻辑结构。     

虚拟环境下面向并行工程的产品信息建模与研究

目前传统的产品开发模式已不能满足激烈的市场竞争要求。虚拟设计和并行工程是现代产品设计新型技术,而产品信息模型是虚拟环境下并行设计的基础,在对产品模型信息需求进行分析的基础上,提出了集成产品信息模型并行设计结构框架,阐述了基于STEP标准集成产品信息模型构建过程和具体的实现过程,解决了集成产品模型的多视图表达和产品结构树等关键技术,给出了产品结构树的具体实现算法,最后建立了面向并行设计的集成产品信息模型,并对该信息模型进行了分析评价。     

面向成本建模的产品设计全过程信息表达

结合产品设计中全过程成本建模的特点提出了潜信息模型的新概念 ,建立了基于细胞学的潜信息模型构造框架。利用潜信息模型能够表达不全信息或迟到信息的优点 ,探讨了面向设计各阶段的潜信息模型演变算法 ,实现设计全过程信息的动态演变和表达 ,在支持产品设计全过程的成本建模中得到成功应用 ,提高了成本建模的效率及其平台的通用性。     

复杂产品协同设计信息集成与共享技术研究

协同设计之间存在着错综复杂的数据交换和信息共享需求,如何有效地组织/管理、正确地传递和共享这些信息,保证设计信息的一致性和完整性就成为支持协同设计的关键技术之一。分析了复杂产品协同设计信息的种类、存储方式和可行策略。结合协同设计平台的产品结构管理和文档管理功能,构建了以层次结构树为核心的集成化产品信息共享模型,构成了单一的逻辑信息源,实现了数据管理与数据使用、产品对象与文档的紧密关联。研究了协同设计信息管理、存取、共享及控制机制,实现了设计信息的集成与共享,并以某复杂产品为例进行了应用。     

基于零件库标准的产品信息建模技术

基于STEP标准对产品全生命周期信息进行规范化描述，是产品信息交换的基础，但高层次语义描述能力较弱。零件标准（PLIB，ISO13584）从设计方法学角度出发，研究零件定义与产品无关时，零件库信息在计算机中的合理表达与交换，实现企业资源共享。PLIB通过总模型类，功能模型类和功能视图模型类及其结构，来表示产品开发设计方法和产品多域多级别视图。本文重点给出了产品几何视图信息建模，为产品其他视图的建立提供了一种方法。     

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.     

基于特征的机械产品造型研究

通过对机械产品特征造型设计过程的分析,建立了基于特征的产品信息模型,研究了以参数化造型技术构建产品特征的方法,论述了特征造型系统的结构及功能,阐明了应用系统实现机械产品特征设计的方法和步骤。