快速响应制造系统任务可靠性研究

在先进制造系统可靠性研究的基础上,提出了快速响应制造系统任务可靠性的概念;通过系统任务过程研究,针对设计过程分析了影响任务可靠性的主要因素,并建立了相关任务可靠性参数.     

考虑时间不确定性的研制过程评估与优化方法

迭代是研制过程的一个基本特征.针对产品研制中的顺序设计迭代,考虑设计活动完成时间的不确定性,采用多阶段Markov过程对研制过程进行建模,建立任务完成时间预测模型.在此基础上以给定风险下的完成时间最小为目标,对研制过程进行优化建模.实例分析说明了时间预测与过程优化的建模方法,并用仿真结果进行了对比验证.分析表明,该方法能较好地反映研制过程顺序迭代特点,可为优化产品研制过程、缩短研制周期提供有效工具.     

基于内部迭代的耦合任务集求解方法

针对并行迭代模型中的工作转移矩阵模型存在的缺陷,从任务迭代时间、信息传递的不完备特性以及迭代次数的有限性等方面进行了修正,建立了改进的并行迭代模型,进而结合遗传算法,求解多阶段模式下耦合集的最优执行工期和成本。用该模型求解两个产品开发过程的耦合任务集,验证了其有效性,并进一步分析了影响耦合集工期和成本的因素。     

基于动态规划算法的二阶段迭代模型任务分布方案的寻优

针对利用启发式算法求解二阶段迭代模型的最优任务分布方案容易陷入局部最优解的问题,引入具有全局搜索特性的动态规划算法,将二阶段迭代模型任务分布方案的寻优过程划分为若干个子问题,通过各子问题的最优化得到全局最优的任务分布方案,以保证任务执行时间为全局最短,减少设计迭代过程的时间成本。以某照相机的开发为例,通过对基于启发式的寻优和基于动态规划算法的寻优的求解结果比较,说明了后者的有效性。     

具有迭代特征的复杂机械产品概念设计模型

针对机械产品概念设计的复杂性,提出一种基于迭代的功能－行为－机构－结构模型(FBMS)。从机械产品设计的特点出发,研究复杂机械系统的功能、行为、机构和结构之间的关系,揭示行为和机构在功能到结构转换过程中的桥梁作用,由此提出基于行为和机构的映射关系,进而结合设计过程的迭代特征建立基于迭代的FBMS模型。在综合考虑该模型中各要素特点的基础上,给出其形式化描述方法。通过对迭代设计过程中行为和机构作用特点的分析,给出迭代设计的具体步骤及相应的迭代算法流程。以一个具体机械产品设计为例,对FBMS模型的有效性进行验证,并对其整体特性进行分析。结果表明,该模型有助于机械产品概念设计阶段的机构组合创新,以及功能与结构之间的优化匹配。     

动态环境下基于反馈控制的耦合设计迭代分析方法

讨论了动态环境下耦合设计迭代分析方法.探讨了产品开发过程中可能存在的不确定因素以及对产品开发过程的影响;从反馈控制原理角度,利用工作转移矩阵建立相应的耦合设计迭代分析模型,并引入资源监测与控制矩阵对耦合迭代过程进行反馈调节,结合模糊数学中满意度原理确定过程的满意区间.通过说明性实例阐述了该方法的实施步骤和过程,计算结果表明了该方法的实用性和有效性.     

协同产品设计过程中任务量的迭代收敛特征分析

为帮助设计者合理规划与调整设计任务,基于耦合任务间的实时沟通这一实际情况,引入任务量完工比例参数,以表征产品设计中的协同特征,并以迭代过程中的任务调整量来度量耦合任务之间的联系与作用强度,将设计结构矩阵转化为任务转移矩阵,建立任务总量模型,揭示了因耦合引起的设计过程反复和任务总量迭代收敛的规律。根据特征向量矩阵,确定影响任务总量迭代收敛的主要因素。通过实例,证明该任务总量模型和迭代收敛规律是合理可行的。     

机械可靠性设计的内涵与递进

机械可靠性设计的基本任务是在故障物理学研究的基础上,结合可靠性试验以及故障数据的统计分析,提供实际计算的数学力学模型和方法及实践.这样就可以在机械产品的研制阶段,估计或预测产品在规定工作条件下的工作能力状态或寿命,保证产品具有所需的可靠性.结合现代数学力学理论,系统地阐明机械可靠性设计、机械动态可靠性设计、机械可靠性优化设计、机械可靠性灵敏度设计、机械可靠性稳健设计等系列可靠性设计理论与方法内涵与递进,力图为解决我国机械工程领域可靠性设计核心技术缺乏的问题指明路线与途径以及为形成产品自主研发能力提供技术服务和储备,对工程实际的机械可靠性设计提供系统成组的理论与方法,可以为机械行业提供可靠性分析与设计的技术服务.     

复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代量计算

以汽车发动机开发为例,基于设计结构矩阵对发动机开发过程进行了建模与分析;对产品开发过程中的结构特征描述,复杂产品的实体单元之间的依赖关系的管理,系统结构的模块化聚类,以及识别和优化设计迭代等方面进行了研究;对发动机开发任务进行了模块化聚类,并运用基于定量参数的分析变换模型计算了在发动机设计过程中各个任务所引起的依赖性设计迭代总量。实际开发项目应用表明,复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代计算能有效降低发动机产品开发决策中的复杂性。     

基于内分泌调节原理的制造任务与资源动态协调机制研究

针对制造系统在动态环境下的任务与资源协调优化问题,在保证按时完工的前提下,分析了制造任务与资源协调优化过程,建立了数学模型。受人体内分泌调节机制的启发,设计了两种可以相互影响的激素(任务相关激素和资源相关激素),同时,考虑到突发事件对制造系统工作性能的影响,提出了基于激素的资源与任务的动态协调算法。实例验证表明,该算法切实可行,具有任务分配质量高、动态协调性能好、协调过程通信量小、控制系统鲁棒性较好等优点。