面向产品可持续设计的模块化划分方法

目的为了实现可持续产品的快速开发,提出面向产品可持续设计的模块划分方法。方法基于功能流模型进行产品的功能分解并建立产品的功能结构,依据功能流的形式和关系实现产品功能模块的定性划分,在此基础上,基于参数流的相关性判断应用聚类分析实现模块的定量划分。将可持续性设计原则与产品生命周期特征集成,并基于设计结构矩阵的零件相关度进行面向可持续性设计的模块划分。综合2种模块划分结果,并从可持续性设计角度进行模块的合并、更替及再划分,获得最优模块划分方案。结果依据方法得到的产品模块在满足功能基础上具有可持续性,实现了对产品的可持续设计。结论该方法集成功能与全生命周期实现了产品基于可持续性的模块划分。     

面向个性化需求的模块化设计模型研究

目的在时代快速发展的潮流下,为满足市场的差异化和用户对个性化的追求,对定制化产品设计的合理性进行分析。方法依据市场调研的相关结果,在传统模块化设计的基础上进行创新,主要阐述了模块划分、模块推演和模块重组。利用形状文法对划分后的模块单元进行了形态衍生设计,并对输出形态以相对科学的方法进行设计评价,使其更容易获得用户的认可。结论以健身车设计为例,对研究流程的可行性进行了验证。通过获得与用户需求相匹配的产品形态,来服务于用户个性化定制,为兼顾企业与用户两者的共同利益奠定了基础。     

特种机器人的模块化设计的研究

使用自底向上的模块化设计方法研究了功能相似的特种机器人的体系结构,以获得具有较宽应用范围的模块化机器人系统的设计方法。首先对攻击、排爆、侦察三种机器人分别进行研究,建立各自的功能结构,然后利用模块启发法进行模块划分,得到模块划分方案后,通过对这三种机器人各自的划分方案进行比对,提炼出这三种机器人的共享模块和个性模块,为建立能够响应多种用户需求的模块化的特种机器人系统提供依据。过程中引入了用户定制思想,使用定制模块描述个性模块,建立个性模块与其他模块之间的关系,以便于根据用户需求进行功能扩展与开发。     

电力系统故障数据分析平台的研究

分析电力系统中故障数据分析系统的功能、现状和特点,提出故障数据分析平台的概念并对其进行研究.介绍平台的主要特点,给出平台设计的整体架构,并说明各组成模块的功能划分,还对模块间的关系等相关问题进行了阐述.     

立式多通道小袋包装机模块划分研究

以一种立式多通道小袋包装机为研究对象,对其进行了功能分解,并建立了功能层次模型;按照包装机处理物料、信息和能量的流程,把功能分解得到的功能元构建为包装机功能元关联图;在该图的基础上,采用启发式方法得到了模块的划分规则,并采用该规则对立式多通道小袋包装机进行了模块划分。     

社会化产品开发众包设计任务间加权网络建模与模块划分

依据社会化产品开发众包设计任务模块划分的需要,针对产品原子设计任务之间关联的含糊性,采用11级标度加权网络来描述它们的关系并进行剪枝的原理与方法。以模块内聚合度最大、模块间耦合度最小、协作设计难度最低为目标函数,建立产品社会化设计众包任务模块划分的优化模型,采用蚁群算法进行求解;论述原子设计任务之间在功能和结构上信息交流相关度、承包方协作难度的计算方法,给出众包任务模块划分的原则、步骤,并举实例说明所提出方法的可行性。     

产品设计中模块化设计的再认识与思考

模块化设计是对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品,以满足市场的不同需求.     

乡村振兴下秸秆家具绿色模块化设计研究

目的 实施乡村振兴战略必须要优先考虑生态文明,以绿色发展引领美丽乡村的振兴。农村废弃秸秆焚烧产生的大量烟雾会对大气造成污染,从绿色模块化设计角度出发,分析秸秆材料的特点以及设计的多种可能性,对废弃秸秆进行有效利用以减少焚烧污染,将乡土材料转换为可利用的资源。方法 运用绿色模块化设计理念以功能与结构的相关性进行聚类划分,在此基础上对划分的模块进行零件变型设计,形成产品族的扩展设计,以增加产品的绿色属性及个性化需求。结论 明确了模块划分在秸秆材料家具设计中的实现方法,使其符合现代家具产品的使用功能、绿色属性及美学特征,拓展了自然材料在现代家具产品设计中的应用范围,优化了秸秆材料设计在家具领域的方法,传达了乡村振兴下的绿色生态发展理念。     

机电产品模块划分与综合评价集成设计方法

目的 为了满足机电产品日益多样化、个性化的市场需求,提高产品模块划分的稳定性与模块化方案评价的可靠性,提出产品模块划分与评价集成方法。方法 对产品的功能结构进行分析,构建产品的量化信息模型,合理分配各量化指标的权重,构建描述组件间关系的综合矩阵。采用基于原子理论的聚类算法进行模块划分,通过改变模块粒度,稳定地得出产品模块划分的多个可行方案。通过考虑产品的模块化程度和基于信息熵的模块复杂度,构建模块化方案的综合评价模型,以确定最优的模块划分结果。结论 采用模块划分与综合评价集成设计方法对某小型雕刻机进行模块化设计,并通过对比原子聚类算法与其他模块划分方法所得的模块化结果,验证了所提出设计方法的可行性和高效性。     

开放式结构产品的模块规划

 产品的多元化和市场竞争使客户对产品的个性化需求不断增加,传统的产品结构难以满足低成本和个性化的需求．开放式结构产品使得产品既拥有大批量定制的优点又能满足客户个性化的需求．开放式结构产品将产品的模块分为通用模块、定制模块和个性化模块．模块划分和模块类型规划是开放式结构产品设计的重要步骤．针对开放式结构产品的设计,提出了一种以公理设计为分析框架、以质量功能展开（QFD）为基本模型的模块划分和分类方法．该方法采用公理设计建立功能需求与概念结构之间的映射关系,通过分析概念结构之间的功能、空间和信息流关系建立了设计关联矩阵,运用系统聚类法对设计关联矩阵进行聚类模块划分,利用QFD规划产品中零部件的类型并建立模块类型规划准则,最后根据零部件类型确定了开放式结构产品的模块类型．应用所提出的方法对玩具喷漆机进行了模块规划,得出了开放式结构玩具喷漆机的结构方案,验证了该方法的有效性和可行性．     

基于产品识别的洗扫车产品族造型设计

目的为研究洗扫车产品族造型设计和设计评价方法,构建产品族设计的评估体系,通过对产品识别特征的分析,阐述产品族与评价体系的流程,运用评价体系来验证洗扫车造型设计的可行性。方法首先采用数学模拟分析评价方法对方案进行评价,并运用识别共性指数的运算法则,对洗扫车产品族设计方案进行系统评价,以数据的形式评价结果来有效地对流程进行评价,使得出的洗扫车造型方案的产品族共性值偏向合理化,证明方案在洗扫车造型产品族设计中具有产品识别的效果。结论通过设计实例,实现了产品族与产品识别在设计开发中的协同合作,验证了洗扫车产品族造型设计的评价方法的科学性和实效性。     

知识工程在机械产品参数化设计中的应用研究

提出了一种基于知识工程的参数化设计方法,在CATIA知识工程顾问模块下,对基于产品知识的三维参数化建模方法及其应用进行了研究,并以标准件螺母的设计为例,详细地阐述了知识驱动下的产品参数化建模的基本方法.     

基于产品设计系统思维的家电产品模块化设计

目的探索基于产品设计系统思维的家电产品模块化设计思路。方法模块划分是产品模块化设计的基础与关键,可看作是基于需求层、功能层、结构层的过程而进行,该过程注重对产品功能属性的塑造而缺乏审美精神属性的把握。基于产品设计系统思维,结合多种形式及放置方式的移动插线板模块化设计实例,将产品设计系统之设计要素映射于模块划分的不同层次,从设计系统的角度对家电产品模块划分进程给予指引与限定,使设计结果兼具人文精神内涵。结论从设计系统角度进行家电产品模块化设计,其设计结果兼具了产品的功能与精神双重属性,既发挥了模块化的自身优势,又补充了模块化设计在人文精神表达上的缺憾。     

基于复杂网络的产品族造型意象耦合网络模型构建方法

目的 拓展产品族多意象设计相关知识的获取途径,提升产品族造型创新设计的能效。方法 基于产品族造型意象耦合特性,引入复杂网络中的多层网络概念,利用造型特征间的多意象表达关系,构建了产品族造型意象耦合网络模型。利用节点敏感性与中心性分析产品族造型意象耦合网络,识别各造型特征节点属性类型以作为模型析出知识。结合产品族设计的特点,总结归纳适用于产品族设计的各造型特征节点类型并制定其类型运用规则,以辅助设计师进行产品族造型创新设计。结果 以马自达汽车前脸造型设计为例,构建了马自达汽车前脸造型意象耦合网络模型,析出了产品族相关设计知识并运用于汽车前脸设计。结论 产品族造型意象耦合网络模型丰富了产品族多意象设计相关知识的获取途径,可用于辅助产品族设计,提升设计能效。     

一种基于D-S证据理论的复杂产品模块划分评价方法

模块划分是复杂产品模块化设计的基础,划分的优劣直接关系到客户定制产品设计、制造和装配的效率。针对现有的研究在模块划分方案形成以后缺乏对模块优劣的合理评价,该文通过引入D-S证据理论,从装配复杂性、可制造性、模块性、稳定性、造型结果与体积紧凑性6个指标对模块创建方案的满意度进行不确定和不完全性的综合评判,提出了一种双层模块化创建方案评价方法。该方法符合人的思维判断过程,具有一定的灵活性、有效性和合理性。     

积极体验视角下的物联网家居产品设计路径研究

目的 提出积极体验视角下的物联网家居产品设计方法路径。方法 运用文献研究法,界定积极体验设计与物联网家居产品设计概念与研究现状。在文献综述基础上,提出物联网家居产品积极体验设计方法路径,包括个体愉悦体验设计路径、个人目标实现设计路径、集体需求满足设计路径、集体关系和谐设计路径。在用户定性访谈基础上,进行家用物联网咖啡机设计实践。对设计结果与设计路径进行分析评估,为后续研究提供建议。结论 运用四个设计路径提出了一款物联网咖啡机家居产品。本研究有助于设计师进行物联网家居产品设计实践,可以有效平衡家庭成员需求之间的冲突,以及个体短期愉悦与长期目标实现之间的冲突,从而实现物联网技术赋能个体幸福及家庭和谐。     

A Variation-Based Method for Product Family Design

Product family design entails all of the challenges of product design while adding the complexity of coordinating the design of multiple products in an effort to maximize commonality across a set of products without compromising their individual performance. This paper presents the Variation-Based Platform Design Method (VBPDM) for product family design, which aims to satisfy a range of performance requirements using the smallest variation of the product designs in the family. In the first stage of the VBPDM, the product platform around which the product family is to be developed is identified. The product platform is common to all of the products in the family and represents the maximum standardization possible considering the variety of performance requirements that must be satisfied. To satisfy the range of performance requirements for the product family, a ranged set of solutions is found using variation-based modeling. A compromise Decision Support Problem (DSP) is formulated to solve the tradeoff between satisfying the variety requirement and maximizing platform commonality. Platform commonality is achieved by introducing a commonality goal that seeks to minimize the deviation of the input design variables while satisfying the range of performance requirements. Those design variables that show small deviations are held constant to form the product platform. In the second stage of the VBPDM, each individual product is designed around the common platform such that the functional requirements for each product in the family are best satisfied. As an example, the proposed method is used to develop a family of universal electric motors designed to meet a range of torque requirements. The results are compared against previous work on the same example.     

A Method for Architecting Product Platforms

Consider a group of products sharing common parts and assemblies. The products in question we call a product family, and the common elements, the platform. In this paper, we present a method for designing product platforms and the derived family that takes into consideration both the technical performance requirements as well as the cost of the product family. The design of a platform-based product family is formulated as a general optimization problem in which the advantages of designing a common platform must be balanced against the constraints of the individual product variants and constraints of the family as a whole. This optimization approach forms the basis for a practical implementation as an interactive, team-based negotiation model for designing a family of interplanetary spacecraft based on a common platform. The approach is used to consider and specify different subsystems that could be made common to all the missions. It is also used to evaluate the impact of those platform design decisions on the performance of the product family, and thus be able to select from among feasible platform designs.     

Product platform design through clustering analysis and information theoretical approach

An effectively designed product platform is vital to the final product family derived from it. A product platform design consists of platform configuration to decide which variables to make common across the product family and to determining the optimal values for platform and scaling variables for all product variants. Many existing product family design methods assume a given platform configuration, i.e. the platform variables are specified a priori by designers. However, selecting the right combination of common and scaling variables is not trivial. Most approaches are single-platform methods, in which design variables are either shared across all product variants or not at all. While in multiple-platform design, platform variables can have special value with regard to a subset of product variants within the product family, offering opportunities for superior overall design. This paper proposes a quantitative method for scale-based multiple-platform design using clustering analysis and Shannon's Entropy theory. Optimization methods are used to design the product family by holding the values of platform variables constant and to find the best values of the scaling variables. An information theoretical approach is used to help select platform variables based on the clustering analysis of individually designed products. Validity analysis is performed to determine the optimal settings for platform variables. Local clustering is further performed on each platform variable, to establish subsets of variants such that variants within a subset are more similar to each other than they are to variants in other subsets and a common value is used to represent the various values of variants in each subset. A case study is used to illustrate the process of the proposed method, and the design solutions are compared with that found by other methods given in previous literature. The comparison results verified that the multiple-platform design can lead to superior solutions of product family.     

以目标为导向的家庭药物管理产品系统设计

目的构建家庭药物管理的产品设计与研究的方法。方法根据以目标为导向的方法,以及系统设计的研究理论,通过对大量家庭的深入调研,了解了家庭中成员身体状况、生活习惯、情感需求和现有药品管理方式。通过对受访人群进行归类,确立了目标群体和设计目标。结果建立了适合家庭的药物管理产品系统,辅助以家庭药盒产品与手持移动端APP的设计,搭建了完整的家庭药物管理系统。通过家庭药物管理的设计实践,为家庭健康管理领域提供更多参考。结论通过对家庭中的药物管理和药物监控进行优化,可以科学降低药品事故发生的几率,提高用户对于药品的把控能力,提高生活效率、安全性以及病情康复的质量。