基于DSM的产品设计过程建模研究

良好的过程模型是产品开发成功的关键。设计结构矩阵(DSM,DesignStructureMatrix)以任务信息依赖为中心,突出任务执行次序,为产品设计提供了一种有效的过程建模方法。这里在介绍设计任务间的依赖关系、DSM、设计迭代的基础上,以二级同轴减速器轴系模块的设计为例,详细描述了任务分解、设计结构矩阵的构建和优化、交互型活动解耦等过程,并给出了基于设计结构矩阵的过程模型。最后对设计结构矩阵提出了若干扩展意见。     

基于耦合强度设计结构矩阵的复杂产品配置模型优化及应用

针对复杂产品内部结构耦合性强、配置设计求解效率和准确性低的问题,提出基于耦合强度设计结构矩阵的复杂产品配置模型优化技术。定义了产品配置结构体,基于结构体之间的父子逻辑关系和约束关系,对配置模型进行耦合分析,并对结构体间的耦合关系进行量化。通过映射得到配置模型耦合强度设计结构矩阵,对其进行分解变换并给出的聚合强度指数函数进行判定,得到结构体聚合集。采用基于净供给度解耦算法撕裂聚合集,重组配置结构体,优化配置模型。该技术在高档数控机床配置设计中得到了应用与验证,提高了数控机床的配置效率与准确性。     

基于模糊设计结构矩阵的产品设计过程模块化分解

为了对产品设计过程进行有效规划和管理,提出一种基于模糊设计结构矩阵的设计过程模块化分解方法。在分析产品设计过程相似性特征的基础上,给出了设计过程的模块化规划原理和实施框架,提出了设计过程模块及其入出项的概念。采用权重有向图和模糊设计结构矩阵对设计过程中设计活动的信息依赖进行定量表示,利用传递闭包法得到模糊等价矩阵,进而将设计过程划分为设计结构矩阵,并确定出各个设计结构矩阵的入出项。最后,以某铝型材产品设计过程为例,说明了所提出的产品设计过程模块化分解方法的实际应用。     

基于条件约束满足问题的产品配置研究

强大灵活的配置模型和高效的求解策略是实现复杂产品配置的基础。为了构建复杂产品的配置模型,提出了一种基于条件约束满足问题框架的配置建模方法,该方法利用配置变量和配置约束来统一表达配置模型中的产品模型和用户需求,从而使配置模型具有表达一致性;配置变量分为类型变量、属性变量、接口变量、基数变量四种类型;配制约束包含依赖约束和活动约束两种类型;在构建统一形式配置模型的基础上,采用一种模型分解策略进行求解。最后采用一个汽车产品实例说明配制建模和配置求解过程。     

基于公理设计的产品配置建模方法及其应用研究

提出基于公理设计的产品配置建模方法,在详细讨论产品设计过程中功能-结构域间映射的基础上,将具有约束信息的功能要求定义为功能-约束集成单元,将具有特征信息的设计参数定义为结构-特征集成单元,通过建立系统数据库和结构-特征集成单元间的特征关系,构建基于结构-特征集成单元的产品配置模型。公理化设计理论的引入,使得产品配置建模更加科学化,并使设计者能在众多复杂的方案中快速做出正确的选择。最后以柴油机产品为例,建立了柴油机产品的配置模型。     

基于产品族可变型结构的配置管理研究

根据客户订单需求的多样性和个性化特点,提出了一种基于产品族可变型结构的产品配置模型。依据产品可配置性,给出了基本配置单元、几何可变型配置单元和结构可变型配置单元3种配置单元,建立了配置模型的知识表达方法,分析了结构变型配置单元间的约束关系、配置规则表达及其求解匹配过程,并建立了约束规则和变量条件的配置设计深度优先求解算法,利用质量功能配置建立了客户需求、产品技术指标与配置单元功能模块之间的映射矩阵。最后,通过轿车配置实例验证了该方法的可行性。     

数据挖掘技术在产品概念设计建模中的应用研究

计算机辅助概念设计(Computer Alded Conceptual Design，CACD)系统的根本目的就在于能有效支持产品的创新设计。本文是在阐述了人、环境和产品数据相互作用的概念基础上，提出基于数据挖掘的动态全息虚拟产品概念设计模型的数学表达式及综合描述，并开发了数据挖掘工具(DM Tool)，实现了从已有的产品库、设计规则库、知识库中挖掘感兴趣的信息和知识，以支持产品概念设计过程。文中以机床主轴箱设计为例，实现了机械产品概念设计过程中的功构映射及机构组合的预测评价，这对CACD的实用研究做了有益的探索。     

基于设计结构矩阵的产品变异设计约束重建

为满足客户的个性化需求,通过改变原有变异基模型结构实现产品变异设计,将已有的移植结构单元导人实体进行移植搭接,给出了搭接后实体结构间的约束重建方法.根据内部约束关系提取出设计结构矩阵,通过调整生长关系与结构约束进行设计结构矩阵的变换,进一步利用全过程关联的设计结构矩阵引导变异设计.实现了一种面向产品变异设计的多粒度结构单元约束重建,在UG环境中利用VC6.0工具进行了二次开发,针对注塑机关键零部件给出了设计实例.     

基于设计意图建模的知识推送技术

为提高获取机械设计相关知识的效率并保证知识的有效性,提出了一种基于机械设计意图建模的知识主动推送服务方法。为设计任务建立了形式化的包含目标功能、约束条件和用户兴趣领域的设计意图模型,并根据机械概念设计阶段的各类相关知识的特点对其进行了规范化的组织管理,基于设计意图模型和设计知识库给出了系统的知识推送机制和通过功能—行为—结构映射进行知识匹配求解的方法。开发了机械概念设计知识服务系统的原型系统,并以液压式活塞泵为例验证了系统的有效性。     

基于PDM的产品快速组合设计系统的研究

为提高企业对市场的快速响应能力,对以PDM系统为数据莱成平台的产品快速组合设计进行了研究。分析了零部件的变型设计在快速组合设计中的作用。对快速组合设计中产品模型的构造技术进行了讨论,研究了产品结构自动装配的实现方式。