基于UG的管壳式换热器的三维数字化设计

为满足市场对新型高效换热设备的高要求,利用Unigraphics软件进行管壳式换热器参数化模型的创建,充分利用该软件自身的参数化功能,如关系表达式、零件族的Excel工作表及草图的尺寸约束控制特征参数等方法,建立零部件的三维参数化模型,并实现换热器数字化样机的装配.该设计中零部件模型建立方法简单,建模速度快,不需编程,有利于产品的设计开发和改造优化.     

工程迭代设计的过程管理研究

运用设计结构矩阵建立工程迭代设计的过程管理模型,以并行迭代子模型廓清迭代过程的结构和核心元素,以串行迭代子模型计算迭代时间。汽车质量问题案例证实了该方法对于工程迭代设计过程管理的有效性。     

多色集合层次结构的产品族建模及应用

为了快速从产品族模块中配置满足用户需求的产品零部件,以产品族设计为研究对象,提出了基于多色集合层次理论的产品族配置建模方法.建立产品族模型与客户需求之间的映射关系,利用推理矩阵完成产品族元素选择,实现用户需求到不同产品组合方案的推理过程,采用约束矩阵解决方案中存在功能之间以及零部件之间的冲突问题.实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述,有利于产品族模块配置,满足大规模定制的快速需求.     

基于高斯过程回归的机翼/短舱一体化气动优化

为了解决机翼/短舱一体化气动设计的高维非线性优化问题，基于高斯过程回归（GPR）模型提出新型优化设计方法.采用类别形状函数变换（CST）方法对机翼/短舱一体化构型中的翼型进行几何参数化建模；通过控制机翼形状参数、短舱形状参数和短舱安装参数实现机翼/短舱构型变形，该参数化建模过程共计包含50个设计参数.通过GPR模型构建机翼/短舱设计参数与气动性能之间的代理模型，并采用贝叶斯优化（BO）算法实现代理模型的自更新和最优气动外形的获取.结果表明：优化后一体化构型的阻力系数下降了10.95%，通过流场分析发现机翼外形和短舱外形的优化改善了表面流场结构，短舱安装位置的优化减弱了机翼和短舱间的气动干扰.     

基于设计结构矩阵的舰船设计流程多分辨率建模

针对因舰船设计系统规模庞大、设计任务间关系复杂,导致研制风险评估可信度较低的问题,本文提出一种符合系统流程分解细化、设计要素粒度提升的建模与评估方法。根据分辨率反映模型描述对象的精细程度,建立基于设计结构矩阵的多分辨率建模方法。并根据舰船方案设计的主要内容及其相互关系建立不同分辨率的设计结构矩阵,通过仿真对设计流程进度、费用进行评估,比较了不同分辨率模型的优缺点。在考虑建模工作量和难度的情况下,本文的结果为采用不同分辨率模型提供了模型之间差异量的近似估计方法。     

基于模型参数的产品族设计研究

研究了基于模型参数的产品族设计方法。在功能、装配和成本三个约束目标下设计模板产品和产品族结构，建立产品族评价系统。通过各零部件参数的交联变化，实现产品族的设计。最后，以减速器为例，用VB对SolidEdge进行二次开发实现了减速器族的设计。     

面向过程的产品自适应装配设计

为建立适合计算机的表示的产品信息模型，提出了面向设计过程的产品自适应装配信息建模理论和方法。初始装配设计：从产品的功能需求出发，初步确定实现产品功能的主要零部件，主要零部件的装配约束关系；零件详细设计：继承初始装配设计中确定的零件结构和尺寸信息，对零件结构进行详细设计；自适应装配重构;随着零件结构的细化，或零件之间的约束关系的改变,相应的装配模型在继承初始装配设计的过程信息和约束信息的基础上，进行零件的约束关系的搜索和匹配，自适应重构装配体。各设计阶段反复、循环地进行，每一次设计循环都更趋近目标设计结果，直至达到产品的所有设计需求。实践证明，自适应装配信息建模方法应用到产品设计中，可以提高产品的设计效率和设计质量。     

内燃机数字原型系统的研究与应用

阐述了数字原型系统在内燃机零部件设计中的实施步骤,根据自顶向下设计的思路确定内燃机产品结构定义和零部件间的参数传递及控制过程,采用基于特征的参数化技术研究内燃机零部件模型的参数化生成和控制方法.通过内燃机零部件设计实例,说明如何利用数字原型系统实现内燃机零部件的快速设计.该系统可以大大缩短内燃机及其零部件设计开发周期,提高企业的产品应变能力和新产品开发能力.     

拼焊板成形过程控制参数优化设计

为解决拼焊板（TWB）成形数值模拟中的强非线性问题并消除计算噪声效应，提出了一种基于近似优化技术的最佳成形过程参数求解方法.采用响应面方法（RSM）构造每次优化迭代的目标和约束逼近曲面，逐次迭代收敛得到全局最优解.借助空间映射（SM）技术的代理模型求解响应面和相关优梯度，利用一个精细模型为下一优化迭代修正设计点.选取拉延筋成形阻力和压边力控制参数为设计变量，选取成形极限图（FLD）标准为约束条件，建立最小化焊缝偏移量为目标函数的优化模型.优化计算结果表明，该方法能有效求解拼焊板成形过程参数，使焊缝有害偏移量减少75%以上.     

基于GA-ANN的非线性半参数建模方法

为结合参数模型与非参数模型各自的优势,提高建模精度,将非线性半参数模型引入到工业过程建模中.提出基于遗传算法和神经网络的非线性半参数模型的建模方法及结构方案,并给出同时估计参数模型部分和非参数模型部分的交叉循环迭代的算法步骤.对算法中的神经网络的设计和遗传算法进行了改进研究,重点讨论了在增加精英保留策略、增加算法的记忆功能、提出新的适应度计算方法和交叉变异策略等方面的改进措施.采用聚乙烯装置的现场工业数据对方法的有效性进行了验证.结果表明：半参数模型比传统的参数模型有更好的预测精度,并能够较好地跟踪过程变化.     

一种改进的产品设计耦合活动迭代模型

质量、成本和时间三要素在产品开发过程中是相互影响相互制约的,不能片面追求某一方面.在产品设计阶段,这三要素关系更是复杂,主要是因为设计过程自身存在大量的耦合活动,导致设计过程重复.因此,如何模拟设计迭代过程在满足设计资源许可的前提下来平衡设计三要素已成为当前研究的一个重点.建立在工作转移矩阵（WTM）基础上的分析模型（M-WTM）,分析设计活动间的相互依赖关系,模拟、评价迭代设计过程,根据设计资源许可条件,实现完全串行、完全并行和混合三种方式进行产品设计迭代.型钢产品开发设计过程的模拟仿真,验证了该模型的有效性.     

基于动态设计结构矩阵的客户需求反馈导航技术

针对需求多样化与需求响应速度间的矛盾,提出需求获取过程中的需求反馈导航技术.根据产品设计参数之间的耦合约束规则,构建产品静态潜在矛盾设计结构矩阵(DSM).根据属性间的优先顺序对矩阵进行初始变换,按照变换后的矩阵对需求定制系统进行整体规划.根据客户具体需求对静态潜在设计结构矩阵进行动态变化,实现客户需求定制的全方位过程导航和反馈,从而帮助客户完成需求定制.该方法在电梯产品的需求定制系统中得到了实际应用,有效降低了产品的需求非标率,提高了客户需求响应效率.     

面向任务的载人潜水器人机交互信息结构分析

为构建复杂任务下的载人潜水器人机交互信息结构模型,提高潜器驾驶舱设计人员对潜航员视角下任务信息认知过程的理解,将决策阶梯模型与DEMATEL-ISM方法相结合,提出一种含影响因子的全要素层级结构模型构建方法。以载人潜水器某近底作业为对象,运用决策阶梯模型分析潜航员任务信息需求及处理过程,识别人机交互信息要素及关系。基于DEMATEL计算综合影响矩阵及属性特征值,结合研究目的改进整体影响矩阵阈值计算方法及可达矩阵判别式,得到含影响因子的可达矩阵。通过对抗轮换层级抽取方法,抽取原因-效应属性稳定的层级结构,引入模糊算子对计算影响值骨架矩阵,结合层级结构构建含影响值人机交互信息结构模型。结果表明：研究得到由31项交互信息要素及关系构成的6层有向加权结构模型,并通过方案对比证明所提方法在保证节点完整、优化层级结构及量化要素关系方面的有效性;所得模型明确了人机交互信息要素属性特征、致因关系及致因程度,对复杂任务下基于潜航员认知的人机交互信息处理过程具有较好的解释力,能够为载人潜水器驾驶舱人机交互信息设计提供理论依据。     

产品设计过程重组算法研究

采用设计结构矩阵表示设计活动间的结构特征提出了设计过程中耦合活动识别以及设计过程中各活动级别划分的算法并以冲模设计过程为例应用该算法进行活动重组和过程优化得到了能体现并行设计特点的冲模设计过程结构模型     

基于联结语义的概念结构建模方法研究

针对零件结构中几何元素与附着于几何元素之上的设计意图的统一表示问题，提出了基于联结语义的概念结构建模方法.该方法在零件概念结构抽象和分解的基础上，以更符合设计者表达习惯的语义形式简洁地表示零件结构间的约束关系.分析了在结构设计过程中的联结语义及其蕴涵的约束信息，建立了联结语义的约束规则集描述方法.采用联结语义关联图给出了面向概念设计的零件结构模型，实现了结构联结约束信息的抽象表达.实例研究结果表明，该建模方法使设计者可以更直观、自然地在高层次的语义层表达产品设计信息，实现工程语义的形式化表述.     

地下储气库设计方案优选方法研究

地下储气库设计方案的优选是根据工程设计原则,从所提供的预选方案中,遴选出最佳设计方案.地下储气库的设计方案涉及因素较多,属于多因素综合评价问题.采用层次分析方法来定量确定各种指标的权重,结合密切值法对各个方案与理想方案逼近程度的计算,实现方案优劣排序.实例计算结果表明,在地下储气库设计方案优选指标体系及结构模型之中,AHP-MCZ方法能从多因素、定量与定性相结合的角度来确定出最优设计方案,为设计者选择技术上可行、经济上合理的设计方案提供了一种新方法.     

机械制造中的低碳制造理论与技术

主要介绍了机械加工过程中的低碳制造相关理论和技术方法.将机械加工低碳制造技术体系结构重点划分为产品低碳设计,低碳生产过程,低碳能源开发等3个部分.涉及了轻量化、模块化及生态化的产品设计方法;生产过程中的加工设备部件优化与零部件再造技术,先进工艺及切削技术与优化方法,高效生产模式及调度管理方法等低碳制造技术相关方面的内容...     

多产品物流网络设计模型

为了优化物流网络结构，计划多产品在网络各个节点的存货并且优化产品在不同节点的交货路线，提出多产品的物流网络设计模型。在模型中运用了迭代过程求解。首先用MIP模型确定网络结构，基于MIP模型的结果提出多产品的存货计划模型，以确定物流网络中每个节点各产品的订货批量和订货频率，再运用运输路线模型寻找从分销商到零售商的最短运输路线；然后重新计算并更新相关的参数以优化物流网络结构，重复这一过程直到各参数收敛。通过运行这样的迭代过程，可以更准确地确定网络中的相关参数，以更好地适应快速变化的市场。     

综合实训过程中任务模块的结构化分析方法

针对当前高等职业院校实训过程中学生人数与设备的数量冲突,通过运用结构化分析方法分析了任务模块间的信息传递关系,建立起MPS实训过程结构设计矩阵（DSM）,并运用DSM重构算法对其进行了重构。该方法使原来基于知识单元的实训组织形式转变为基于过程规划的组织形式,有效消除了任务模块间的信息反馈问题。通过我院的实训实践证明该方法使实训过程组织更为合理,设备利用率也大大提高。