基于联合分析和定量指数的柔性产品平台多目标规划方法

针对单一模块化或参数化平台设计中客户需求响应能力不足的问题,提出基于联合分析和定量指数的柔性产品平台多目标规划方法。分析了柔性平台调节特征和优化趋势,建立了柔性产品平台的设计过程模型;引入联合分析获得产品属性重要度和属性水平对客户满意度的效用值,采用质量功能配置获得产品属性和内部组件的关联矩阵;进而提出定量的平台通用性指数和多样化指数,构建柔性平台调节设计的两目标优化模型,并使用多目标进化算法进行求解。总体上实现了柔性平台调节方案的定量分析建模和多目标优化设计。通过液压支架平台调节方案规划实例,证明了所提出方法的有效性。     

面向可适应性的参数化产品平台设计

为定量评估产品平台设计的资源节约效果,基于相似度分析和聚类分析,提出了一种面向可适应性的参数化产品平台构建方法.该方法在面向多种设计需求的基础上,通过变量化分析技术,建立了产品结构的优化元模型.首先通过设计变量的灵敏度分析,确定候选的可共享的平台公共变量集;然后通过相似度计算与聚类分析重新确定公共变量在各产品中的具体数值,并进行分组,构建了产品族的多组共享参数平台.以基于产品平台的各个变型产品的可适应度阈值为约束条件,通过可适应度计算对各变型产品进行评价.最后,通过旋压切割机的设计,对该方法进行了验证.     

基于公理设计和设计关联矩阵的产品平台设计新方法

产品平台是产品族设计的核心内容,合理地构建产品平台是提高产品设计可适应能力的关键。以公理设计为指导框架,以功能需求分析为出发点,提出一种产品平台设计新方法。该方法借鉴Kano模型,从用户需求的角度,将产品功能要求分为基本功能要求、期望功能要求和附加功能要求;基于公理设计原理,将产品功能要求映射为产品设计参数,建立设计矩阵;通过分析设计参数与各类功能要求之间的影响,构建产品设计关联矩阵,利用可拓聚类算法对设计关联矩阵进行聚类运算,将实现产品族基本功能要求的模块定义为公用模块;在此基础上,通过分析设计参数的灵敏度来选择公共平台参数,利用聚类分析以规划它们在产品平台中的共享策略。通过电力液压块式制动器产品族的平台设计实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

面向可适应性的桥式起重机车轮组参数化产品族设计方法

为更好地满足用户对起重机个性化、多样化、柔性化的需求,提出了面向可适应性的起重机车轮组参数化产品族设计方法。首先进行用户需求分析,识别用户的共同需求和差异化需求,然后建立车轮组模型,提取特征参数,通过选取优先数,确定车轮组的系列值,构建车轮组设计结构矩阵。对车轮组参数进行处理运算,构建产品设计关联矩阵,然后对该关联矩阵进行聚类分析,合理识别车轮组系列化设计的主参数,以此完成车轮组参数化产品族设计。     

基于本体的个性化产品客户需求参数化建模

针对部分客户需求表达的不规范性、模糊性和不一致性,设计人员难以确定产品的设计参数,从而影响产品的设计精度和设计质量.提出构建个性化客户需求本体的方法,对客户需求文本进行解析、规范化处理和识别客户模糊需求变量.通过检索客户需求本体,生成个性化产品的参数化需求模型,实现了客户定制需求和设计指标的统一.通过本体工具Protégé建模,应用案例说明此方法的实用性.     

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。     

基于产品平台的机械产品模块化设计方法

对传统的基于产品平台的设计方法进行了简要的分析,在其基础上提出了基于产品平台的机械产品模块化设计方法,建立了基于产品平台模块化设计方法的总体设计流程。根据物元模型的理论思想,建立了产品平台和模块的特征模型,并对特征模型的特征值进行归一化处理。利用可拓工程的特征识别方法,在现有存在平台中寻找最优平台。通过对比目标模块与现有模块之间相似度的差异及模块之间的匹配约束条件,在模块实例库中提取模块并进行修改至符合客户需求。最后,通过对加油车进行基于平台的模块化设计过程为例,验证了该设计方法的有效性和实用性。     

基于公理设计的产品平台规划方法

针对目前可调节参数平台的设计过程中,人为指定公共平台参数存在的过多主观性,提出了一种基于公理设计和敏感设计结构矩阵的平台规划方法.基于公理设计推导出设计参数满足公共平台参数条件的数学模型;在设计结构矩阵的基础上提出了描述设计参数之间以及设计参数与功能要求之间动态敏感关系的敏感设计结构矩阵,由此识别出公共平台参数和可调节平台参数,并通过非支配排序遗传算法合理确定平台参数优化配置解.通过自动打孔装订机产品族的平台设计实例,验证了该方法的有效性.     

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。     

基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,结合可拓数据挖掘方法提出了基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究。首先通过对客户个性化需求的定量与定性化分析,建立客户需求分析模型;其次对配置模型的参数知识进行可拓知识挖掘,并对产品布局结构的变换阈值知识进行相互匹配与矛盾问题消解,建立变换消解模型及满足客户需求的可变换阈值解空间;然后在此基础上,对产品配置过程中的知识组合矛盾问题,进行基于可拓数据挖掘的传导变换,求解出满足客户需求的配置解空间;最后基于Visual C++6.0、Solidworks等平台开发软件建立了产品的快速配置系统,通过实例测试,验证了该方法的准确性和有效性。     

绿色设计与面向成本的设计

绿色设计是生产绿色产品的基础,它通过生命周期评价（LCA—Life Cycle Assessment）方法从产品生命周期的角度降低产品对环境的影响;面向成本的设计是从设计的角度降低全生命周期成本（LCC—Life Cycle Cost）的设计方法。通过分析两者的关系可以发现它们在绿色性和LCC方面有互补性,即在DFC中应用LCA方法提高产品的绿色性;在绿色设计中采用LCC方法可以降低绿色产品的成本。     

基于多学科设计优化技术的导弹方案设计

多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性.为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化.建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法.根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想.最后,在Visual C++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统.     

生长型设计中的复杂度设计策略

通过对生物进化复杂性与产品复杂度的对比,提出了生长型设计中的复杂度设计策略,定义了描述产品基因复杂性的分类指标,给出了描述产品基因单元自身约束复杂度的单元复杂度,以及描述进化设计每一阶段产品各组成单元总体复杂度的种群复杂度.应用信息熵,建立了定量评价产品复杂度的数学模型,给出了产品功能信息量、几何结构信息量、装配复杂度、制造复杂度的量化方法.最后,为实现生长过程中的自然选择,通过对产品基因的多级分解,提出了以复杂度为控制因素的产品组成单元的进化策略.     

工业设计中仿生设计的应用

介绍了两门新兴的学科——仿生学和工业设计，在此基础上着重论述了这两门学科之间的关系以及工业设计中仿生设计的应用。指出，工业设计中的仿生设计极大地丰富了工业设计的设计方法，对工业设计的发展起着巨大的推动作用。     

概率疲劳设计方法与设计数据

:对正态分布下的无限寿命概率疲劳设计方法进行了研究 ,推导出了其设计计算公式 ,并提供了各种影响系数的变异系数试验数据     

直流输电设计软件的面向对象设计方法研究

直流输电系统现有的应用软件大部分都侧重于对系统进行仿真,不具备对系统进行成套设计的能力,并且这些软件采用面向过程开发,难以扩展和维护.针对以上问题,首先分析了直流输电软件的功能需求,提出了模块化设计方法;在此基础上采用面向对象设计方法,按照输电设备的系统接入方式提出了一种分层的直流输电软件体系结构.针对该体系结构设计了具有继承关系的设备类,并声明了相应的设备对象;接着利用Windows Forms设计了系统图形界面,然后利用Microsoft Access设计了系统数据库.研究结果表明,采用面向对象方法设计的直流输电软件,既能满足工程设计需要,同时具有模块化、可复用、易维护的特点.     

预定寿命设计与等寿命设计的理论及方法研究

这里提出了“预定寿命设计”与“等寿命设计”的新概念，并就其设计理论和方法进行研究探讨，这对社会资源的节约和优化配置、降低生产成本、提高产品的经济效益和社会效益，以及丰富现代设计方法，指导消费方式，均具有不可估量的意义。     

基于设计目录的运动方案设计

阐述了设计目录基本进程，依据功能和机构的特点定义了功能和机构编码方式，在此基础上，建立了功能元表和包括评价指标的机构解表。由于不同的用户对功能各评价指标的重要程度所需要求不同，因此建立了用户功能表，一方面描述用户功能，另一方面通过层次分析方法获得每个评价指标对不同功能的权重，用户功能搜索机构解表获得可行解集，最后使用模糊评判的方法获得最优解。在上述思想下开发了基于设计目录的运动方案设计的软件系统kinetic。     

基于实例设计在机械设计中的应用

以减速器设计为例阐述基于实例设计中实例表示、实例检索、实例修改、实例存储的关键技术。着重介绍不同特征属性相似度计算方法和基于实例的修改方法     

工业设计中的可持续性设计研究

由于长期以消费为主导,工业设计在发展过程中,出现了很多问题,比如过度消费带来的资源浪费,破坏环境等。可持续设计就是立足于整个产品系统,考虑到整个生命周期,结合绿色设计理念,展开设计。通过系统设计,节省成本,降低对环境的影响,从而实现了真正的可持续。