基于产品合适度的产品族最优组成模块的确定

针对目前产品族规划存在的问题,以质量功能配置中质量屋关系矩阵为研究对象,采用模糊聚类方法得到不同阈值产品族组成模块的动态聚类,运用F-数理统计法计算各阈值优劣排序,并构造了反映产品技术特征属性的阈值优劣排序模块接近度算法。将F-统计结果与模块接近度结合,构造了产品族合适度的计算公式。该合适度确定的最优产品族组成模块既反映了数据的统计规律,又反映了产品的技术特征。用实例说明了算法的有效性。     

面向产品族的制造单元聚类规划研究

为了支持用户的个性化需求 ,在分析产品族的模块化结构及其零部件构成比例等特点的基础上 ,提出了支持生产线布局规划的面向产品族的制造单元聚类规划方法 ,给出了聚类规划过程、聚类规划算法描述 ,并进行了应用分析。构建了零部件与工艺路线间的关联量化矩阵。利用聚类规划方法 ,获得了零部件的聚集分类及相关的聚集工艺需求、与零部件聚集相对应的制造单元的加工需求能力分配比例指标和制造单元间的交流等信息。最后在企业制造资源和工艺环节映射关系的支持下 ,形成了面向产品族的基于制造单元的生产线布局规划方法。本研究为企业的大规模定制生产模式下生产系统的规划提供了可行的思路     

面向产品变型设计的模块划分方法

首先进行客户需求分析和功能分解,其次将功能映射到结构以确定结构元,通过对零部件功能和结构相关度分析,分别建立以下3个相关度矩阵——基于客户需求的零部件相关度矩阵、功能相关度矩阵和结构相关度矩阵,分配好各自的权重系数后,综合该3个矩阵建立综合相关度矩阵.由模糊聚类方法得到不同的划分方案.依据信息熵的思想,从面向产品变型设计的角度,提出以装配复杂度、客户参与变型设计复杂度、模块之间独立性与模块内部元素亲密度为优化目标,建立模块划分方案数学评价模型,从而得到较合理的划分方案.最后根据提出的3条调整准则对划分方案进行适当调整以符合实际需要.以电动双梁式桥式起重机中的桥架为例进行模块划分,验证划分方法.     

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。     

面向工业设计的产品族设计DNA

从工业设计出发,讨论产品族和产品族DNA的概念,对产品族工业设计与工程设计功能进行对比分析。探讨产品族DNA在产业界和学术界的应用研究,提出产品族设计DNA的研究内容和表示结构,指出产品族设计DNA的关键技术和研究方法。以电话机产品族外形设计生成系统为例,研究了电话机外形设计的空间布局关系,以及设计DNA的特征转化,为产品的快速设计和知识工程提供了一定的方法学指导。     

面向产品族的模块化设计方法研究

模块化设计是产品族设计的主要手段,设计方法的研究是面向产品族模块化设计的关键。通过阐述面向产品族的模块设计方法的基本思想和相关概念,构建产品族的需求、功能模型,对模块进行分类划分,并运用相应的整合与评价方法,生成最终产品族。论述表明,该设计方法不仅能满足多变的市场需求,差异化的客户群,还能引导企业的研发工作,有助于产品族的有效研发,升级换代等设计工作。     

一种面向产品族设计的二级优化方法

应用模块化和产品平台的思想是企业设计和开发产品族(系列)的重要策略。本文提出一种可用于产品族设计的二级优化方法。该优化方法将产品族设计优化分为二个层次:产品平台优化层次和专用模块的优化层次。为了提高这种优化方法的可靠性和减少计算量,在二级优化基本框架基础上引入了代理模型技术。将二级优化方法应用于桁架族优化设计算例,计算结果表明:基于代理模型的二级优化方法能成功地解决桁架族优化设计问题,具有很好的可靠性,而且能有效地减少产品族优化设计中计算量。     

面向复杂模块化产品族演化控制的评价方法

针对模块化产品族的演化控制问题,提出面向模块化产品族复杂程度的网络化评价方法。将产品族中的模块描述为节点,模块间的关系描述为边,并将模块化产品族抽象形成产品系统的模块关系网络。借助模块关系网络,从模块、关系和系统三个层次对产品族进行量化描述,形成由模块信息量、信息耦合比、关重度、关系强度和系统信息结构熵5个量化指标组成的评价体系。基于量化指标的工程意义,设计人员可以对产品族系统进行复杂程度评估和演化状态监控。以某轮式装载机铲斗的模块化系统为例,验证了所提方法的可行性。     

基于模块规划的工业温度计产品快速定制设计系统

针对大批量定制（MC）模式下的产品快速定制设计系统构建问题,通过对工业温度计产品特点的分析,提出了基于模块化规划的工业温度计产品快速定制设计策略,研制了一个工业温度计产品快速定制设计系统,并对系统总体结构、产品定制模型、配置关系管理、模块资源管理、产品快速报价等主要功能模块作了详细介绍。研究结果表明,该系统为工业温度计产品的快速定制设计提供了一种可行的解决方案。     

基于功构单元的产品族规划方法

为更好地支持面向客户的产品多样化设计,提出了一种基于功构单元的产品族规划方法。该方法中,针对聚类细分的产品族客户需求,对其基本功能、扩展功能展开FBS(功能-行为-结构)进行功构分解,建立不同层次的功构单元;通过质量功能配置方法确定产品族及其功构单元的特征参数及其取值范围;采用功能流和IDEF0相结合的方法建立产品族FBS功构分解的底层功构单元的功能模型;基于该功能模型,通过谱系聚类建立产品族的不同层次的功构模块,确定基本功构模块、扩展功构模块;并由此通过功构单元结构及其特征参数的综合而建立基本模块族、扩展模块族,从而实现产品族规划。该方法应用于堆垛机的产品族规划,建立了堆垛机的功构模块及其产品族结构模型,从而验证了其可行性和有效性。     

面向大批量定制的产品族设计方法的现状与趋势

根据各研究侧重点不同,将目前产品族设计的研究热点归纳为产品体系结构、产品平台构成及表达、面向产品变异的设计、产品族体系结构、产品族建模五个方面。然后,对各研究热点的相关概念、方法和关键技术进行了综述分析,并指出了相关研究的局限性。最后,总结出产品族设计的研究趋势及基于产品平台的产品族设计新思路。     

工业设计中基于本体的产品族设计DNA

为满足用户对多样化产品的需求,解决工业设计中设计方案的大量生成问题,提出了基于本体的产品族设计DNA研究方法.阐述了工业设计本体论和产品族设计DNA概念,探讨了工业设计产品族本体知识、产品族没计DNA的遗传与变异规律、流程和关键技术.提出了工业设计产品族本体知识表示模型和产品族设计DNA遗传与变异模型.以眼镜设计为例,构建了基于本体的眼镜产品族设计DNA层次模型和计算机辅助眼镜三维造型设计系统软件.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,并可与用户的感性意象设计评估相对应,提高眼镜开发设计的效率,验证了基于本体的产品族设计DNA理论体系.     

产品模块可拓变型设计方法

为更好地支持产品多样化设计,提出了一种基于功构变换的产品模块可拓变型设计方法.针对产品模块变型设计需求,采用功能-行为-结构的迭代映射方法,建立存在模块的功构分解模型.通过数学模型中功构的可拓变换与分解,建立期望模块的功构分解模型,并采用功能流和功能模型IDEF0相结合的功能建模方法,建立期望模块的功能模型;基于功能模型的约束,通过结构单元的删除和聚合,进行模块功构要素可拓变换的传导变换分析,展开期望模块功构综合与结构设计,从而实现模块的变型设计.将该方法应用于堆垛机推拉机构的变型设计,双倍程推拉机构变型为三倍程推拉机构,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于视觉-行为-情感的产品族设计基因

为进一步探索产品族设计中关于体现品牌特征和用户情感的问题,提出基于视觉-行为-情感的产品族设计基因研究方法.在分析品牌识别的硅性因素和隐性因素基础上,提出情感设计基因、行为设计基因和视觉设计基因的概念,构建了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因的层次模型,讨论了产品族设计基因的构造方法和循环模型,探讨了产品族设计基因、信息建模、品牌风格基冈的构建,以及产品族设计基囚与品牌风格基因的映射、评价与优化等研究方法与关键技术.以家用绣花机外形设计为例,构建了产品族设计基因,以及与晶牌风格感性意象的映射,开发了计算机辅助家用绣花机设计系统软件,包括设计DNA装配模块、设计评价模块和设计知识库模块.该系统可以实现家用绣花机造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因理沦体系.     

面向大批量定制的可配置产品族模型及其规划

提出了可配置产品族模型的描述和规划方法。基于扩展的实体一关系语言,描述了可配置产品族模型的组成结构和可配置特征。分析了不同类型的个性化模块,以及可配置属性在产品配置设计中的作用。提出了可配置产品族模型中模块规划的一般准则和可配置属性的规划方法,以支持高效的产品配置过程,并保持产品族的共性最大化。最后,以蜗杆减速器为例,阐述了建立可配置产品族模型的主要步骤和优势。     

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。