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.     

面向可变功能机械的模块划分方案复杂度分析

模块划分方案的复杂度直接影响可变功能机械产品模块化设计的质量,合理的模块划分方案是开展此类产品设计开发的基础。基于功能-行为-结构模型对产品各构件进行相关度分析,建立相关度矩阵,应用模糊聚类法得到多种模块划分方案。依据信息熵理论,以模块化产品设计中的装配复杂度和设计复杂度为评价目标,建立模块划分方案复杂度的数学评价模型。对不同模块划分方案的复杂度进行比较,得到较合理的模块划分方案,并以可变功能榨汁机为例验证了方法的可行性。     

试验·研究

模块划分是模块化设计的基础,它的结果将直接影响到模块化产品的性能、外观以及模块的通用化程度和成本。而设计者从不同角度进行划分常能产生不同的模块划分方案。     

基于混合模块化方法的电梯轿厢模块划分

模块化设计方法是一种的有效的机械产品设计方法。首先对模块化设计的概念与模块划分理论进行阐述,着重分析了一种混合模块分解方法的具体步骤,并将其应用到电梯轿厢的划分实例中,完成了对电梯轿厢产品的模块划分;结果表明该种方法是一种合理、有效的现代设计方法。     

考虑两两模块之间关联关系的产品模块划分方法

针对产品模块化设计问题,考虑了零部件之间的非对称及两两模块之间关联关系,提出了一种产品模块划分方法。通过设计结构矩阵来表达产品零部件之间的关联关系,利用FCM算法对零部件进行聚类,分析了两两模块之间可能存在不同的依赖关系,以模块内聚度和模块间耦合度为目标,建立了模块度准则,从而得到合理的模块划分方案。最后以起重机吊钩组为实例说明了产品模块划分过程。     

基于模块化设计理论的数控成形磨齿机模块化结构

模块化设计有许多优点.机床模块设计包括模块划分和模块集成两方面内容.详细阐述模块化设计原理的基础上,指出了机械产品模块化设计的一般步骤.并以数控成形磨齿机为例,依据模块化设计理论,分析了该机床的功能,并对机床结构进行了模块划分和模块集成,实现了该机床的模块化设计.     

产品模块划分方法研究综述

模块化设计通过合理的产品模块化体系,快速地组合成满足客户需求的个性化产品,同时又因为通用模块的批量生产和管理降低成本。从而有效解决产品在低成本、高质量和满足顾客的个性化需求之间的矛盾。作为产品模块化设计的关键技术,模块划分一直是工程领域研究的热点问题。将目前已有的模块划分方法归纳为基于功能的模块划分方法、基于功能和结构的模块划分方法和面向产品生命周期的模块划分方法等几种类型,并对模块划分方法进行了分析和总结。     

整体框架式液压机广义模块化产品族建模技术的研究

将虚拟柔性模块引入广义模块化设计,通过模块的划分与规划,实现了结构复杂且不可再分的一类机械产品的广义模块化产品族设计,拓宽了广义模块化设计的适用范围;采用基于实例推理的方法,建立了整体框架式液压机的产品族和虚拟柔性模块族,为该类机械产品的快速设计提供了理论和技术支持.     

面向产品族的模块创建研究

模块的创建是产品族模块化设计中的关键步骤。对产品族模块化设计中模块的创建以及模块创建步骤中模块采集、模块划分、模块使用进行研究,以电暖炉产品族的模块创建为例,给出面向产品族的模块创建步骤,建立了电暖炉的基础模块、定制模块和附加模块。     

机械产品模块划分方法的研究

模块划分是模块化设计的前提与基础,本文介绍了一种模块划分的新方法。该方法通过计算子功能之间的相关度来进行模块划分,具体包括设计问题的分解、子功能成为独立模块的条件、子功能之间的相关度计算、模块的形成等几个关键步骤。     

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。     

面向产品创新设计的功能模块动态划分方法研究

针对面向产品创新设计的功能模块划分中没有考虑技术进化的问题,从客户需求、流、技术的角度出发,研究功能模块动态划分方法。以产品的功能结构为基础,建立了功能相关矩阵。基于模糊等价矩阵的动态聚类分析,动态划分产品的功能模块。以模块内平均聚合度和模块间平均分离度来评价不同模块划分结果。多绳金刚石串珠锯功能模块动态划分实例说明了该方法具有较强的分辨性,可以进行面向产品创新设计的功能模块动态划分。
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基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

面向再设计的产品模块划分方法

针对现有模块划分方法的不足,提出和构建了产品模块划分的统一数学模型和求解流程。在此基础上,利用零件综合模糊相似矩阵构造了基于模块聚合度和分离度的适应度函数,同时根据模块划分矩阵的特点,应用矩阵交叉遗传算法进行了产品模块划分的优化求解。最后以某天文圆顶产品为例,说明了零件综合模糊相似矩阵的获取过程,以及算法的优化求解过程。实践证明该方法快速有效。     

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。     

基于化学碰撞理论的绿色模块划分方法

针对在产品设计初期传统绿色模块划分方法普遍存在模块绿色程度区分能力不足的问题,提出了一种基于化学碰撞理论的绿色模块划分方法.首先,构建了化学碰撞理论应用于绿色模块划分模型,模型中,重点探讨了表征零件自身化学反应活性的绿色程度矩阵和表征零件碰撞形成化学键难易的能量矩阵建立过程,在此基础上,通过有效碰撞评估,确保绿色模块组...     

基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键.文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块.最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本.     

产品知识模块本体的构建

对产品知识模块本体进行定义,并给出其内涵;提出了产品知识的模块划分思想,即从产品、部件、零件及零件特性等几个层次上采用结构模块方法对产品知识进行模块划分,并给出产品知识模块的正规化处理方法;对产品知识模块本体建模语言的选择及产品知识模块本体的维护等内容进行描述;给出了产品知识模块本体的构建过程,该过程包括产品知识的领域选择、模块划分、本体元素确定、本体语言选择、模块本体构建和动态本体进化等6个方面,并以实例说明该过程.     

适于小农机产品快速配置设计的整机模态综合技术研究

为了快速评价产品模块组合的多种配置方案,并且能够通过修改子模块结构及其配置方式,达到满足产品整机动态特性的客户要求,提出了一种基于试验/有限元模态分析模型的产品整机模态综合方法.以小型农业作业机为研究对象,根据小农机的结构特征与工作模式,对其进行了功能模块划分;并根据产品模块的模态试验或有限元模态分析结果,完成了小型农...     

基于广义模块化快速设计的液压机产品模块划分与规划

提出柔性元结构和虚拟柔性模块的概念，通过对液压机产品进行模块的划分与规划，得到以柔性元结构为单位的结构单元，给出了液压机产品模块划分和规划的过程模型及应用实例，为实现液压机产品的快速设计提供支持。