分布式模块化协同设计方法

提出了一个开放的、分布式的机械性能协同设计环境DCMDE。系统采用了分布式模块技术对设计问题进行构模。一个模块表征一个设计子问题或问题的一个学科方面，每个模块用面向对象技术封装数据和方法，通过Web界面，为用户和其它模块提供服务。各个设计模块在DCMDE中共享产品信息模型中的数据，并通过产品信息模型进行设计信息的通信和交流，保证了协同设计中的产品数据一致性。系统采用了基于信任度的冲突协调方法来协调不同学科之间的目标冲突。一个齿轮箱协同设计实例显示了系统的有效性和实用性。     

基于分布式协同的多学科优化设计

多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)作为一门针对复杂系统的优化方法,对于由多个耦合子学科或子系统组成的复杂系统优化尤为适合。文中给出了复杂机电产品的分布式协同优化设计平台的系统数学模型和设计平台结构,以及基于网络协同和UGNX实现的框架平台。     

支持Web协同的轻量化三维设计框架的研究

计算机支持的协同设计(Computer Supported Cooperative Design,CSCD)是1种分布式的产品设计和开发模式,为用户提供问题讨论和求解的实时协同环境.基于富客户端技术(Rich Internet Applications,RIA)和JT(Jupiter Tessellation)技术,提出了1种面向中小型企业应用、支持Web协同的轻量化三维设计系统框架,并对系统框架以及关键技术进行了详细阐述.基于该框架,中小型企业能够快速部署基于Web的协同环境,并通过轻量化技术完成三维模型的转化,以适应同步协同设计的需要.最后,原型系统验证了轻量化三维设计的有效性,为协同设计领域的应用提供了一定的借鉴意义.     

一种动态协同平台的研究与实现

根据异地设计与制造系统的特点，提出了组件式Web应用系统在运行前、运行时和运行后三种存在状态下的动态结构。在此基础上，设计了一个基于Web的异地协同设计与制造系统平台，说明了平台中各个模块的功能。构建了一个实际的异地设计与制造系统eCWS，该系统已完成了异地设计与制造的过程演示。试验结果表明，该组件式动态结构能够正确描述异地协同应用系统的实际组成框架，并具有一定的普遍性。     

基于Web协同虚拟装配规划的实现

协同虚拟装配是借助于网络对产品进行数字化预装配 ,它是敏捷化设计与制造的基础。本文探讨了虚拟装配的协同机制 ,分析了产品设计过程中相关成员的需求并给出了客户端配置 ,探讨了系统开发工具的特性 ,建立了应用 VRML格式作为数据载体、基于 Web的虚拟装配框架体系。虚拟装配设计模块包括装配路径规划和干涉检查 ,文中分别给出了相应的算法     

基于Web的协同产品配置设计系统模型及实现

结合Web环境下协同配置设计系统的特点及面向对象技术,提出了一个以模块为核心来组织和管理设计对象的协同配置设计系统模型,并分析了其体系结构,为设计者提供一个支持分布式协同配置设计的开放式设计环境,以提高产品质量,缩短开发时间。     

基于Web机电装备故障诊断系统体系研究

在论述智能故障诊断技术的发展的基础上,针对机电装备保障服务现状与诊断维护需求,设计了一种基于Web的机电装备远程协同智能故障诊断系统体系框架,包括系统总体框架结构、逻辑结构以及系统协同性架构。根据系统体系框架,设计了系统的信息模型,阐述了各模块之间的信息交互关系。     

网格平台下的协同设计资源管理系统研究与实现

对协同设计中跨领域、跨地域的复杂设计资源进行计算、存储、共享以及组织管理,很大程度上制约着协同设计开发的效率。在分析常用协同设计资源的基础上,提出在网格平台下异地协同设计资源管理系统的结构、功能,并以网格服务Web服务资源框架(WSRF)对各异地协同设计资源进行服务化封装,组成各功能模块,并实现了WSRF核心层中Notifications通知模式。     

复杂产品信息多领域建模研究

为解决当前产品设计过程中存在的知识不能及时共享问题,将项目管理工具——设计结构矩阵应用到船舶设计中,分别建立了产品、流程和人员3个领域的设计结构矩阵模型和两两领域之间的领域配置矩阵模型,最终建立了包含3个领域的多领域矩阵模型,为协同设计原型系统的开发奠定了理论基础。     

复杂产品信息多领域建模研究

为解决当前产品设计过程中存在的知识不能及时共享问题,将项目管理工具——设计结构矩阵应用到船舶设计中,分别建立了产品、流程和人员3个领域的设计结构矩阵模型和两两领域之间的领域配置矩阵模型,最终建立了包含3个领域的多领域矩阵模型,为协同设计原型系统的开发奠定了理论基础。     

创造性思维及计算机辅助产品创新设计研究

分析了创新思维、创新方法学的特点。根据产品设计的特点，结合信息技术和计算机技术的先进成果，建立直觉思维和逻辑思维相结合、心理学和工程技术相结合的计算机辅助创新设计模型，该模型包含了创新设计方法、产品设计知识库、基于语义搜索工具、概念设计环境和基于Internet的协同设计环境等主要模块。本研究将为工程技术领域新产品的创新开发提供相应的解决方法。     

面向大批量定制的产品设计方法研究

面向大批量定制的产品设计是企业成功实施大批量定制的关键环节。介绍了 4种主要的面向大批量定制的产品设计方法 ,即在已有产品结构和模块基础上的产品配置设计 ;在已有产品结构和模块基础上 ,根据用户需求对模块的尺寸进行变化的产品变型设计 ;根据用户需求选择产品结构和模块的产品组合设计 ;用户需求变化较大时的产品创新设计。并对这 4种设计方法进行了比较。     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.     

Product modular design incorporating preventive maintenance issues

Traditional modular design methods lead to product maintenance problems, because the module form of a system is created according to either the function requirements or the manufacturing considerations. For solving these problems, a new modular design method is proposed with the considerations of not only the traditional function related attributes, but also the maintenance related ones. First, modularity parameters and modularity scenarios for product modularity are defined. Then the reliability and economic assessment models of product modularity strategies are formulated with the introduction of the effective working age of modules. A mathematical model used to evaluate the difference among the modules of the product so that the optimal module of the product can be established. After that, a multi-objective optimization problem based on metrics for preventive maintenance interval different degrees and preventive maintenance economics is formulated for modular optimization. Multi-objective GA is utilized to rapidly approximate the Pareto set of optimal modularity strategy trade-offs between preventive maintenance cost and preventive maintenance interval difference degree. Finally, a coordinate CNC boring machine is adopted to depict the process of product modularity. In addition, two factorial design experiments based on the modularity parameters are constructed and analyzed. These experiments investigate the impacts of these parameters on the optimal modularity strategies and the structure of module. The research proposes a new modular design method, which may help to improve the maintainability of product in modular design.     

基于多视图模型的产品多学科协同设计研究

提出一种基于多视图模型的有效支持分布式多学科协同设计的框架结构。引入共享组件及学科Agent的概念，学科Agent通过对组件的继承与组合来构建产品的多视图模型。介绍了在不同学科模型的组件间通过功能、行为和结构等建立多层次的动态约束关系的方法，由此实现产品的多学科模型间的关联及一致性的维护。分析讨论了多个学科Agent间协商的知识级语义模型和交流机制，使设计者之间实现语义信息的交流和协商。     

混凝土泵车的产品模块建模方法研究

针对泵车产品设计成本高和开发周期长的问题,采用模块化建模方法建立了泵车模块化产品开发平台。以泵车销轴为例,通过模块几何形状和结构参数分析,建立了销轴模块的主模型、主文档,生成了不同的销轴工程图实例。对泵车一级模块和二级模块的模块接口进行了类别划分。根据产品数据管理系统(PDM)和产品主结构,构建了订单产品模块化设计需要的模块分类树,划分出了泵车的基本模块、必选模块和可选模块,在此基础上进行了产品结构参数系列化设计和产品结构模块系列化设计。泵车模块建模方法在企业的实践结果表明:该方法减少和优化了约30%的零部件品种规格,缩短了近50%的产品研发时间,在降低生产成本的同时还提升了泵车产品的研发质量和品牌竞争力。     

分布式同步协同设计中基于三角网格模型的实时传输

在充分对比CAD模型和三角网格模型特性的基础上，针对分布式同步协同设计的实时性要求和网络环境，提出基于三角网格模型进行分布式同步协同设计，建立了系统框架。该系统以三角网格模型作为产品的3D表达形式，通过构建有效的多分辨率模型与增量传输机制，在客户机/服务器环境下，实现客户端驱动的产品3D模型的远程实时动态观察和特征参数的在线讨论与修改。该系统可跨平台支持多个异地设计端点的协同。     

面向协同的产品设计知识推送研究

知识推送是提高产品协同设计中知识获取效率的重要方式。通过分析现有设计知识推送研究的不足,运用知识模块集来描述设计过程知识需求模型,提出设计过程知识需求模型的更新方法,设计了一种面向协同的产品设计知识推送模型,其推送思路是:当设计人员接受设计任务时,对设计过程知识需求模型中的知识模块集进行基于概念语义扩展的设计知识检索,然后根据设计人员的知识水平过滤预推送的知识,最终将知识推送给设计人员,从而达到在产品设计过程中主动地为设计人员提供个性化知识服务的目的。     

一种可视化设计结构矩阵的产品设计模块化识别方法

为识别和划分产品模块化设计中模块的优劣,提出了一种可视化设计结构矩阵方法.通过分析模块的基本特征,提出了模块强度的概念及计算准则.利用设计结构矩阵建模产品内组件间相互关系,运用遗传算法优化矩阵.计算矩阵中所有潜在模块的模块强度,应用不同透明度下的颜色填充技术实现模块识别的可视化,从而为不同需求下的产品模块的识别和划分提供基础.结合数控挽把机的模块识别实例,验证了该方法的有效性和实用性.