汽车模块化产品平台方法研究

在现有产品平台的基础上,针对现有方法中存在的问题和不足进行了完善和补充,提出了汽车模块化产品平台的设计方法。以客户需求为核心,通过QFD工具建立需求与模块以及模块与模块之间的映射关系,并在此基础上分析模块变更影响,计算出模块变异指数、模块变更传播指数和模块变更影响指数;基于模块变异指数、模块变更传播指数和模块变更影响指数识别出各模块类型,并构建模块实例,形成模块化产品平台。最后以汽车产品为对象构建了模块化产品平台,并在此基础上完成汽车系列产品设计,验证了方法的有效性。     

复杂机电产品柔性模块识别方法研究

快速、多变需求使得复杂机电产品面临不断创新的挑战,然而由于其结构集成、耦合度高,使得设计变更周期长、研发质量难以得到保证。在模块划分基础上,提出一种柔性模块的识别方法。首先通过分析需求与模块之间的映射关系得到模块变异指数,然后定量化分析模块与模块之间的变更影响关系得到模块的传播指数,最后综合考虑模块变异指数和传播指数确定出柔性模块及其变化形式。实例证明,该方法运用到高速列车转向架设计中,不但保证了产品对需求的快速响应,也提高了研发效率及质量。     

基于产品平台的机械产品模块化设计方法

对传统的基于产品平台的设计方法进行了简要的分析,在其基础上提出了基于产品平台的机械产品模块化设计方法,建立了基于产品平台模块化设计方法的总体设计流程。根据物元模型的理论思想,建立了产品平台和模块的特征模型,并对特征模型的特征值进行归一化处理。利用可拓工程的特征识别方法,在现有存在平台中寻找最优平台。通过对比目标模块与现有模块之间相似度的差异及模块之间的匹配约束条件,在模块实例库中提取模块并进行修改至符合客户需求。最后,通过对加油车进行基于平台的模块化设计过程为例,验证了该设计方法的有效性和实用性。     

粗纱机产品平台设计方法研究

探讨了一种在产品方案设计阶段构建模块化产品平台的方法。该方法采用模块设计思想，将产品按照功能划分模块，用模块来构建产品平台。在构建产品平台时充分利用可调节模块的参数化设计特点，最大程度地扩展了产品平台，使基于产品平台的产品族设计能够快速、高效地完成。     

面向广义模块化设计的产品族规划方法研究

针对不同的产品结构特点提出了两种模块化产品族的开发模式，即基于传统模块的产品族开发和基于柔性模块的产品族开发，柔性模块是广义模块化设计的基本组成元素，提出并详细论述了广义模块化设计产品族体系的结构组成，提出了基于相似特征分析构建广义模块化产品族中柔性模块矩阵和产品矩阵的方法，以液压机产品为例论述了广义模块化产品族的具体规划方法。     

动车组转向架快速设计方法

针对目前动车组转向架设计缺乏系统化理论、智能化支持不足等特点,提出了基于实例推理技术、关联设计技术以及知识工程技术的动车组转向架快速设计方法。首先建立了包含GBOM结构、多层级骨架模型、三维模型以及设计知识模型的转向架主模型,并以此为基础构建了动车组转向架详细的快速设计流程,研究了基于实例和规则推理的转向架配置推理技术和基于关联设计的转向架变型设计技术。以动车组转向架设计为例,验证了该方法的有效性和可行性。     

考虑企业资源配置的产品模块化规划

为满足客户多样化需求,研究了供应商等外部资源参与企业产品平台规划的问题。首先分析了客户需求、协同供应商与产品结构复杂度、品种、批量等定制化参数之间的关系,介绍了产品定制类型量化评价指标,阐述了定制化类型与产品平台、模块化之间的内在关系。介绍了跨企业产品协同的产品平台开发过程,鉴于客户需求和供应商等企业外部因素,提出了模块化产品平台规划的方法,以及基于模糊聚类分析和复合阈值进行模块划分和方案评价的方法。最后以平面铣床跨企业产品平台设计为例,验证了上述方法的有效性。     

桥式起重机的模块化配置设计研究

为实现桥式起重机各级功能部件的选型优配设计,提出模块化配置设计方法。对模块化配置设计的关键技术模块划分进行了研究,阐述了基于公理化设计和对象建模理论构建的模块化配置设计表达模型,基于顾客需求分析对桥式起重机的功能结构进行合理的模块划分,依据顾客需求与机械产品性能的关系度最佳值选取最佳匹配实例。模块化配置设计的实现可以保证起重机产品的功能和结构设计具有很大的灵活性和应变性,提高了桥式起重机产品设计的效率。     

基于功能裁剪的产品平台进化设计

随着技术发展和用户需求的不断变化,一成不变的产品平台会成为新产品开发的阻碍,需要适时做出调整,甚至重新设计。按照产品平台组成模块演化的原理,平台进化主要表现为平台模块的添加、去除、替换。实施产品平台进化设计需要确定哪些模块需要发生哪些变化,这与TRIZ中应用功能裁剪进行产品改进设计时需要处理的问题是一致的,基于此提出基于功能裁剪的产品平台进化设计方法。通过构建模块化产品平台的功能模型并结合价值-通用度分析确定裁剪模块;利用功能资源分析对原有裁剪规则进行了完善和补充,提出面向产品平台进化的裁剪规则;建立了基于功能裁剪的产品平台进化过程模型。     

基于人工免疫改进算法的稳健产品平台模块划分

针对产品平台设计中的产品模块划分问题,引入稳健设计思想,指出稳健产品平台模块划分就是使产品平台模块划分结果对不可控的客户需求变化不敏感。基于零部件关联度矩阵和表征客户偏好的功能贡献度矩阵,构建了稳健产品平台设计中的准则函数和噪声函数。通过疫苗接种策略改进传统人工免疫算法,对模块划分问题进行多目标优化求解。以多目标优化问题中的非支配解为疫苗,依照二进制基因位选取机制对子代注入疫苗,从而提高子代获得优良基因的概率。该方法在某型号动车组车厢产品模块划分中进行应用,并与几种传统的多目标优化算法进行比较,结果验证了方法的有效性和优越性。