基于复杂产品设计网络Hub节点的工程变更风险传播研究

工程变更传播给工程项目的生产运作带来了风险,为了及时控制其风险,以复杂产品设计网络为切入点,构建了复杂产品设计网络节点的结构矩阵,分析了工程变更传播机理;对复杂产品设计网络中的节点进行筛选,获得Hub节点;从设计网络中的Hub节点之间的直接影响和间接影响两个角度,构建复杂产品工程变更风险分析模型;最后通过型号HFC6564-84K的船用发电机验证所提方法的合理性。     

基于小世界网络模型的复杂产品设计变更传播研究

为了从复杂产品开发自身固有的网络拓扑结构出发来研究变更的传播机制,采用小世界网络理论分析方法,对产品开发网络拓扑结构统计特性进行分析,建立了基于小世界聚类特性的变更传播模型。结合变更传播强度,对变更分步传播的过程进行了描述,用改进蚁群算法求得影响产品交货期的变更传播路径及相应的关键节点。用该模型对真空吸尘器产品的变更传播过程进行分析,结果表明,该方法可以有效地找到系统中花费时间最长的设计变更链,从而为产品设计改进提供了重要依据。     

基于有向加权网络模型的复杂产品多源设计变更传播路径优化

提出一种基于有向加权网络模型的复杂产品多源设计变更路径优化方法。首先,以零部件为节点,零部件之间的物理连接关系为边构建复杂产品结构的有向网络模型。采用Linkrank算法计算零部件连接重要度,考虑节点出度和入度定义变更传播指数,进而结合设计任务执行时间及变更传播概率计算变更传播强度(Change propagation intensity, CPI),并以此作为边的权重,建立变更分析网络模型。其次,选取多个零件作为多个变更源,通过改进的蚁群算法对复杂产品多源设计变更搜索累积变更传播强度最小的最优传播路径。最后,以某型号直流电钻行星轮齿轮箱多源设计变更为例验证了方法的可行性和有效性。     

基于BBV网络模型的复杂产品设计变更影响评估

为防范复杂产品设计变更过程中易产生的雪崩效应,将复杂网络理论应用于复杂产品结构建模中,以零部件为节点,以零部件之间的物理链接关系为边,定义了功能负载值为边的权重,建立了有向加权的复杂产品零部件网络模型。对网络模型的度、度分布等核心参数进行统计分析,确定了网络类型。从零部件自身属性、网络拓扑属性、变更影响属性等方面定义了零部件重要度评价指标体系,并采用熵权模糊评价法评价零部件重要度。选取重要零部件,采用BBV无标度网络演化模型对复杂产品设计变更传播影响进行定量化评估。以某型号履带起重机设计变更传播影响评估为例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于产品结构界面关联模型的协调设计技术

为解决复杂产品参数级的冲突定位与设计协调问题,以产品自顶向下分解过程为指导,提出了基于产品界面接口参数的继承传递和关联定义的层次化的界面关联约束网络建模方法;通过分析界面接口参数传递路径,提出了以约束传递路径分析为核心的一致性、完整性校验方法,消除了产品界面关联约束的冗余和冲突;提出了基于产品界面关联模型进行参数变更影响分析的方法,实现了参数变更传递路径、传播范围和影响程度的精细化定量分析,为产品设计冲突的定位和快速协调提供了支持.     

复杂产品设计变更传播路径的多目标优选

在防范复杂产品设计变更雪崩式传播时,为了减少变更传播对研发时间和设计成本产生的负面影响,提出一种面向设计变更传播路径的多目标优选方法.首先,引入"功能-行为-结构(FBS)"模型和多重网络理论对设计变更传播路径进行表达.然后,以包括节点全面距离、加权聚集系数、边介数以及传播概率在内的路径变更传播强度(PCPI)、变更任...     

面向产品结构的多变更传播路径的并行搜索方法

针对单变更传播路径搜索方法面向多变更的不适用问题,提出多变更传播路径并行搜索方法.首先,基于构建的零部件网络模型,提出变更风险指数,作为路径优化的重要指标;其次,依据多变更传播路径的干涉特征,划分串行、分裂、合并3种基本传播形式,提出变更影响求解方法;基于此,提出下行变更传播路径搜索算法、约束变更传播路径搜索算法两部分组成的多变更传播路径并行搜索模型.最后,通过实例验证了所提方法的有效性和可行性.     

可变功能机械基于APD网络模型的变更传播过程分析

变更设计是实现可变功能机械再设计的1个重要方法。为研究可变功能机械再设计中变更传播的过程,提出变更传播路径和变更风险分析的方法。从可变功能机械产品概念设计角度出发,建立可变功能机械产品开发(Adapt-function mechanical Product Development,APD)网络模型,根据传播类型提出传播链和传播网的概念,描述变更在APD网络中的传播路径。通过分析节点之间的依赖程度和节点对变更传播的吸收能力,可以确定变更传播在APD网络中的可能路径,并基于此进行变更风险值的计算,预测不同变更设计方案给产品带来的风险,供设计人员在可变功能机械变更设计中选择合理的设计方案。最后,以可变功能电动剃须刀的变更设计为例,验证该变更传播过程分析方法的可行性。     

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。     

基于产品特性关联和设计变更传播的向量空间重构模型

一个有效且可控的产品特性设计变更可改善产品质量,促进产品创新,满足顾客需求.在产品设计过程中,由于产品特性间联系错综复杂,某个特性设计发生变化就有可能导致其他特性的一系列变化,从而引发变更传播及传播路径的重新规划.为此,基于向量空间模型(Vector space model,VSM)重构产品特性关联集(Product ...     

基于熵和改进TOPSIS集结的复杂产品工程变更方案优选技术

复杂产品工程变更方案优选是复杂产品设计制造过程中的一个关键环节。针对复杂产品工程变更的多方案优选问题,综合考虑制约工程变更的多因素、设计备选方案的多主体、评价指标的多准则以及评价方法的适用性等主、客观影响因素,构建包括质量、财务和工期等6个大项15个子项的两层优选指标体系,提出熵权法和改进的逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)集结的组合优选技术。最后以大型船舶工程变更方案优选为例,验证优选技术的有效性。研究结果可为复杂产品工程变更方案优选提供科学的决策支持依据,以大幅提升工程变更的经济性、效率和质量。     

基于入度演化规律的复杂产品设计变更影响分析模型

为准确分析复杂产品设计变更对设计任务的影响,提出基于入度演化规律的复杂产品设计变更影响分析模型。构建了复杂产品设计结构—任务网络模型,研究了设计变更引起的设计任务变化量与网络模型中入度变化量的映射关系;基于增长、删除及优先连接机制,构建了设计变更影响下的复杂产品设计结构—任务网络演化模型,分析了节点入度演化规律;构建了设计任务变化量与入度演化规律的关系模型,分析了变更对设计任务的影响。通过实例应用,验证了所构建模型的可行性与有效性。     

复杂产品的并行变更传播模型研究

为了在复杂产品开发过程中对产品设计变更的传播进行预测和控制,设计者需要从这些可能的传播路线中选择最佳的方案。针对过去设计变更传播模型按顺序先后处理功能、结构、制造变更效率上的不足,提出了并行变更传播的设计思想,将产品设计过程中的变更进行并行处理,以时间作为判据来搜索最短的变更传播路线。采用交集与子集的逻辑方法分析并行处理过程,用并行度来选择并行传播最短的路线。结果表明,并行传播比串行传播更节约变更处理时间。以家用分体式空调为例,阐述了并行变更传播模型,验证了该方法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

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.     

工序关联下考虑主体心理感知的复杂产品设计变更决策优化

基于设计结构矩阵的工序耦合分析难以有效地解决复杂产品设计变更中工序关联解耦、设计再调整、设计资源再配置等多主体决策优化问题,且将主体作为完全理性行为人的决策优化理论与具体实践亦偏差较大.对此,提出了工序关联下考虑主体心理感知的复杂产品设计变更决策优化方法.运用前景理论构建以设计主体对工序重复执行和设计变更延期心理感知扰...     

商用航空发动机构型变更影响的评估方法

民用航空产品技术复杂,产品数据量大,构型变更频繁,其构型变更管理工作面临巨大的挑战。为了限制不受控的、不必要的变更的扩散,构型变更的过程中必须进行变更影响评估来确定最佳变更方案,兼顾降低变更风险和满足产品需求。基于多域矩阵,建立构型变更影响评估模型,通过产品组件将变更选项和产品需求衔接起来,结合相关变更传播预测计算方法,实现了对构型变更影响的评估,并通过商用航空发动机风扇转子及增压级单元体的构型变更验证了该方法的有效性。