尺寸关联更改传播路径生成方法

从更改尺寸在零件间以及零件相关尺寸间传播的角度,探讨了基于关联的尺寸更改传播路径搜索方法。建立了尺寸关联更改传播模型,用以描述尺寸特性间的逻辑与层次关系;运用矩阵运算方法,基于零件间的尺寸关联,建立了以零件为节点的关联更改传播网络,将尺寸更改传播系数作为路径评价指标对路径进行了优选;建立了表征更改零件的尺寸参数与被影响零件之间关联的集值矩阵、中间转换矩阵及向量值矩阵;采用内积运算方法,建立了更改尺寸与被影响零件尺寸参数间的关联映射关系,确定了更改尺寸在产品中的传递过程与路径;最后,以尺寸更改在印纸覆膜机中的传播过程为例验证了本方法的有效性。     

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。     

基于特性关联网络模型的机械产品工程更改传播路径搜索方法

产品开发过程中的工程更改是不可避免的,工程更改的传播会导致开发过程复杂性增加、成本和风险增大。更改传播路径的研究将支持工程更改的决策和方案的优选,降低设计风险和成本。在梳理机械产品工程更改传播基本过程的基础上,分析工程更改与产品特性间的关系,确立基于特性关联网络模型实现更改传播路径搜索的研究路线;提出由更改影响传播路径搜索算法、更改路由路径搜索算法、可行路径方案评价和优选算法三部分组成的路径搜索方法。构建基于特性更改影响域分析的更改影响传播路径搜索算法;实现基于不同选择策略下可行路由分支选择的更改路由路径搜索;并依据更改传播范围、更改影响、更改代价等属性进行路径方案的评价和优选。通过离合器工程更改实例验证该方法的可行性。     

基于关联网络的设计质量特性波动溯源分析

追本溯源为质量问题纠正的前提,为实现产品设计过程中质量问题的源头追踪,基于产品设计质量特性的关联关系和波动传播机制,提出了设计质量特性波动溯源分析方法。首先,提出了基于矩阵运算的多领域关联信息的统一建模方法,以产品的设计规则和装配关系为基础关联信息,建立了设计质量特性局部关联矩阵,并通过矩阵运算得到设计质量特性全局关联矩阵,进而映射为设计质量特性全局关联网络,建立了完整的、可追溯的设计质量特性关联模型;然后,提出了波动影响的量化分析方法,建立了节点的波动度量化模型和关联边的波动传播强度量化规则,基于此可对不同关联传播形态的波动传播进行风险量化评估;在上述研究的基础上,通过对质量问题-问题原因-设计质量特性多层网络进行分析,得到针对某一特定质量问题的象设计质量特性,对设计质量特性关联网络进行上游广度优先搜索,并进行设计质量特性波动诊断,得到源波动设计质量特性及其波动路径,对波动路径的波动传播风险进行量化分析即可得到最终溯源结果。最后,通过起重机卷筒变形实例验证了该方法的有效性;结果表明,相较于其他算法,该方法在准确性以及算法效率和成本的平衡方面更具有优势。     

基于模糊一致判断矩阵的设计变更传播CPM模型

在产品的概念设计阶段,针对产品设计过程中组件变化引起的变更传播问题,建立CPM(Change Prediction Method)模型;采用模糊一致判断矩阵计算CPM模型中变更可能性和变更影响,分析组件变更传播风险,减少CPM模型中主观性带来的不确定性;结合仿人形机器人腿部的概念设计实例建立CPM模型,并通过CPM模型预测设计组件变化的传递过程和变化路径。     

基于复杂网络的三维CAD装配模型模块单元发掘

三维CAD模型蕴含丰富的可重用结构知识,为了从已有三维CAD装配模型中提前获得模块知识,促进对复杂三维装配模型的理解与重用,提出了一种基于复杂网络的三维CAD装配模块单元发掘方法.首先融合装配零件的结构、功能、材料关联信息进行零件关联强度综合评价;然后以关联强度矩阵为基础构建三维装配模型所对应的关联关系网络,在此基础上...     

大型航天薄壁结构件特征识别方法

为解决大型航天薄壁结构件的特征识别问题,提出基于拓扑层矩阵、几何层矩阵、特殊关系层矩阵的三层次属性邻接矩阵模型的特征识别方法,将所有特征分为单一特征、凹连接相交特征和凸连接相交特征进行识别。设计了拓扑层矩阵描述零件CAD模型几何元素间的邻接属性和凹凸性;设计了两阶段的特征搜索算法,从零件拓扑层矩阵中提取所有特征的拓扑层矩阵;以特殊关系层矩阵表达特征间的关联关系,将属于同一凸连接相交特征的特征进行合并和关联;基于凹连接相交特征的几何层矩阵,采用逐层分割的策略,将凹连接相交特征分割为单一特征;基于单一特征的拓扑层矩阵匹配、几何层矩阵匹配,精确地识别单一特征的形状。基于Pro/E平台建立了面向大型航天薄壁结构件的特征识别原型系统。通过实例零件验证了所提方法的准确性和高效性。     

基于数字孪生的模块粒度优化分析方法

基于数字孪生的实时产品模块化设计与模块粒度优化能增强企业快速响应市场需求的能力。基于数字孪生的实时数据获取与管理能力提出了基于数字孪生的模块粒度优化分析模型。设立了4类关联关系度量标准,并以此构建直接关联关系矩阵。通过Floyd算法计算间接关联度,扩展得到全关联关系矩阵。提出零部件关联强度、关联密度和模块内聚度、耦合度两大类模块粒度分析指标,建立了基于孪生数据库的模块划分分析流程,并设计了保留精英的自适应交叉变异遗传算法对全关联关系矩阵进行优化排序,为模块粒度的划分与优化提供了指导依据。通过某农机制造企业微耕机的变速箱的实例应用,证明了所提方法的可行性,为后续模块化主结构的演化研究奠定了基础。     

基于设计结构矩阵的工程变更传播研究

针对以往工程变更管理中预测变更传播影响研究的不足,具体分析了水波式传播、开花式传播与雪崩式传播三种变更传播类型的特点。基于设计结构矩阵和图论,提出了一种通过零件聚类和分级来预测变更传播影响的方法,并通过一个真空吸尘器变更设计的实例验证了该方法的可行性。     

基于可达矩阵和有向图的产品模块关联及变更影响分析

针对产品模块之间的关联,通过构建关联模块间变更传播路径图,分析模块变更影响。以依赖零件为变更发起零件,利用可达矩阵和有向图识别变更传播的可达零件,建立变更影响传播树,识别变更传播路径,计算依赖零件到可达零件的变更影响度。以任意一个模块为变更源,分析其通过接口对其它模块的影响,提出模块间变更影响度计算方法。最后以列车转向架为例,验证了所提方法的有效性。     

直升机数字样机区域化上下文设计方法研究

为提高直升机协同设计效率,提出数字样机区域化上下文设计方法,设计实现该方法的系统框架。结合直升机研发的特点,建立基于AABB层次树的数字样机区域表达数学模型,用于数字样机区域的生成与搜索;运用链接关系图表达数字样机的关联关系,通过数字样机模型链接关系的求解实现模型之间的关联影响性分析。在某型直升机研制过程中采用该方法,提高了数字样机区域化模型的加载效率和准确率,缩短了子系统优化和零组件更改的周期。     

基于组件失效知识的结构组件优选方法

针对机械产品概念设计过程中功能与结构组件映射后进行设计方案配置时存在的组合爆炸问题,从降低潜在失效风险的角度出发,提出了一种基于组件失效知识的结构组件优选方法。在分析整理以往产品失效记录的基础上,构建了集产品组件—失效模式知识、失效模式关联关系知识和失效模式—失效风险知识于一体的组件—失效模式—模式关联—失效风险知识模型,给出了组件—失效模式—模式关联—失效风险知识的获取与表达方式。在此基础上,提出了基于组件—失效模式—模式关联—失效风险知识模型的结构组件失效风险值计算方法和结构组件优选方法,并以汽车差速器设计为例验证了所提方法的有效性。     

高性能复杂曲面零件测量-再设计-数字加工一体化加工方法

高性能要求复杂曲面零件的精密加工,不但要保证一定的几何精度,更要满足其性能指标。此类零件性能与几何、物理等参量密切相关,因此最终精确尺寸和形状受几何、物理、性能等多源约束的影响,加工难度大,迫切需要按零件性能要求进行加工的新方法。从分析零件特征入手,将该类高性能要求复杂曲面零件称为多源约束面形再设计类复杂曲面零件。研究零件性能与多源约束的耦合关联模型,针对零件性能与多源约束的显式关联关系或隐式关联关系,建立几何量修正补偿性能偏差的补调机制,综合应用活动标架和曲面相伴理论,建立测量面、加工基准面、加工目标曲面的关联模型,最终提出保证零件性能要求的面形再设计原理与方法。在此基础上,提出多源约束面形再设计类复杂曲面零件“测量-再设计-数字加工”一体化加工策略,构建相应的技术体系,为实现该类零件的精密加工提供了一种新的理论与方法。     

基于矩阵的工程变更雪崩传播预测方法

为预防和控制高风险、高花费的工程变更雪崩传播,减小产品开发Hub节点间的相互影响,提出一种基于矩阵和产品开发Hub节点的雪崩传播预测方法。介绍了作为基础的设计结构矩阵、设计依赖矩阵模型和Hub节点的获取方法;根据设计结构矩阵的聚类结果,以Hub节点为核心构建了设计依赖矩阵;针对该矩阵提出了依赖分析算法,得到了预测雪崩传播的重要矩阵模型——联系依赖矩阵;以联系依赖矩阵为基础,以预测影响范围为媒介,计算传播过程中被影响的Hub节点数目,以此作为判断雪崩传播是否发生的依据,并提出了预防和控制雪崩传播的方法。以某型号摩托车发动机为例说明了所提方法的应用及其合理性。     

基于模糊关联的复杂产品模块化设计方法及其应用

复杂产品的模块化设计在很大程度上依赖于其零件间关联关系的确定。但是依赖知识与经验的零件间关联评价信息往往存在诸多不确定性,在以往的模块化设计方法中很少被涉及。为了解决这一问题,提出了基于模糊关联分析与求解的复杂产品模块化设计方法。发展了一种模糊证据推理算法用于对零件间的异构多准则关联关系进行融合,从而有效处理了零件间关联关系确定过程中准则多、信息存在模糊与缺失的问题,实现了零件间综合关联关系的量化。以此为基础,构建了以模块内平均模糊聚合度高、模块间平均模糊耦合度低为驱动目标的数学规划模型。将模糊非支配机制引入粒子群算法,发展了一种基于模糊非支配解的多目标离散粒子群算法,对构建的复杂产品模块化数学规划模型进行求解。采用模糊逼近理想解排序法对所求得的模糊非支配解进行优选,从而获得最优的模块化设计方案。结果表明,所提出的方法能够有效处理复杂产品模块化设计过程中不确定信息的转化与传递。以柱塞泵的模块化设计为例进行数值仿真,验证了该方法的可行性与有效性。     

基于尺寸关联和偏最小二乘回归的多工序质量分析与预测

针对数字制造下多工序机械加工过程的质量控制问题,根据零件加工特征和基准,构建了基于尺寸链的工序关联矩阵,应用特征描述法存储零件工艺信息.在此基础上提出一种依据加工特征和基准的工序关联检索算法,用于提取关联工序.建立基于偏最小二乘回归方法的多工序质量分析与预测模型,通过偏最小二乘回归方法,提取对工序质量影响强的成分,以解决工艺过程中存在的自变量之间的多重相关问量题,提高了多工序质量分析与预测的精度,该模型已应用于轴套零件加工过程中多工序质量的分析与预测.     

面向质量特性波动传播分析的产品特性关联建模技术

为满足深入质量特性波动传播层面进行质量问题分析与处理的需求,研究了质量特性关联建模技术。阐述了质量特性波动的本质内涵,对面向波动控制的质量特性及其关联关系进行了分析,归纳了质量特性衍生、分解、约束、复合分解、复合约束五种典型形态。构造了链接作为质量特性关联关系的基本封装单元,并面向波动传播分析需求,定义了波动敏感度、波动危害度等链接属性;构建了结构化的质量特性关联模型—链接网络与链接矩阵,并给出了链接模型的主要扩展视图。通过案例验证了链接模型在质量特性关联建模方面的适用性。     

基于混合多属性决策和关联分析的模糊粗糙FMEA评估方法

为解决面向不确定环境下的产品失效模式与影响分析(FMEA)问题,提出基于混合多属性决策和关联传播分析相集成的FMEA新方法。该方法为有效处理FMEA过程中各阶段专家的模糊性、不确定性评价信息,运用区间形式的模糊粗糙数进行建模。在此建模框架下,首先以模糊粗糙层次分析法构建风险因子权重分析矩阵,并通过自动机算法进行寻优求解得到权重向量;其次引入Kullback-Leibler散度对多准则妥协解排序法模型进行改进并用于风险优先数的计算;最后考虑到失效模式间的交互影响,构建失效模式关联传播复杂网络,通过计算关联输出度、介数、集簇系数等网络拓扑参数对风险优先数进行修正,进而对失效模式的风险性进行全面重新排序。以冶金设备专用大型齿轮箱为例,验证了该方法的可行性与有效性。     

基础设施网络关联模型研究EI北大核心CSCD

随着社会与科技发展,基础设施网络之间的相互关联日趋复杂。为研究它们之间的关联关系对网络带来的影响,在对基础设施网络进行物理结构特性分析的基础上,提出一种基于网络图和泰森多边形的基础设施网络建模方法,在模型构建的基础上,研究对比网络独立运行和关联运行时效能的变化以及网络中不同节点故障对网络效能的影响。实验结果表明:故障在关联基础设施网络之间的传播比在独立网络中更为迅速,受故障影响,网络效能下降速度更快;网络中不同节点失效对网络效能影响程度不同,基础设施网络间的关联关系会使节点的重要性发生改变。这一结论为发现和识别网络中基础设施网络重要节点,加强重要节点的预防保护和故障发现后的应急策略提供了理论依据与决策支持。     

基于模糊概念理论的汽车驱动桥零件关联关系研究

汽车驱动桥模块化设计很大程度上由各个零件间的关联关系确定,但零件配合属性通常是模糊的。为方便汽车驱动桥产品的模块化设计,运用了模糊关联分析与求解的设计方法。根据模糊概念理论,运用模糊关联规则对数据进行了规整和优化,建立了产品设计的模糊关联系统,给出了属性模糊矩阵,从而有效地处理模糊信息,为后续的模块化设计奠定基础。