基于BBV网络模型的复杂产品设计变更影响评估

为防范复杂产品设计变更过程中易产生的雪崩效应,将复杂网络理论应用于复杂产品结构建模中,以零部件为节点,以零部件之间的物理链接关系为边,定义了功能负载值为边的权重,建立了有向加权的复杂产品零部件网络模型。对网络模型的度、度分布等核心参数进行统计分析,确定了网络类型。从零部件自身属性、网络拓扑属性、变更影响属性等方面定义了零部件重要度评价指标体系,并采用熵权模糊评价法评价零部件重要度。选取重要零部件,采用BBV无标度网络演化模型对复杂产品设计变更传播影响进行定量化评估。以某型号履带起重机设计变更传播影响评估为例验证了该方法的可行性和有效性。     

考虑变更风险的复杂产品模块划分方法

模块化方法可有效控制复杂产品的研制周期与成本,模块划分是实现模块化的基础.受顾客需求、关键技术及政策、市场等内外部动态因素的影响,持续演化是复杂产品的必然趋势.设计变更是企业实现产品演化的基本手段,为了降低演化的影响,在对复杂产品进行模块划分时,同时考虑功能、结构、变更风险三个因素.首先将复杂网络理论应用于复杂产品结构建模,以零部件为节点,零部件的关联关系为边,建立复杂产品零部件网络模型.然后基于LinkRank的社区发现算法求解出产品模块初始划分方案.其次再利用基于网络相似度优化的社区发现算法得到最终划分方案.最后以某型号摩托车发动机为例验证了所提方法的可行性和有效性.     

复杂产品设计变更传播路径的多目标优选

在防范复杂产品设计变更雪崩式传播时,为了减少变更传播对研发时间和设计成本产生的负面影响,提出一种面向设计变更传播路径的多目标优选方法.首先,引入"功能-行为-结构(FBS)"模型和多重网络理论对设计变更传播路径进行表达.然后,以包括节点全面距离、加权聚集系数、边介数以及传播概率在内的路径变更传播强度(PCPI)、变更任...     

基于小世界网络模型的复杂产品设计变更传播研究

为了从复杂产品开发自身固有的网络拓扑结构出发来研究变更的传播机制,采用小世界网络理论分析方法,对产品开发网络拓扑结构统计特性进行分析,建立了基于小世界聚类特性的变更传播模型。结合变更传播强度,对变更分步传播的过程进行了描述,用改进蚁群算法求得影响产品交货期的变更传播路径及相应的关键节点。用该模型对真空吸尘器产品的变更传播过程进行分析,结果表明,该方法可以有效地找到系统中花费时间最长的设计变更链,从而为产品设计改进提供了重要依据。     

基于装配关系的CAD模型的相似性度量

针对复杂产品的零部件相似性度量问题,提出了一种基于装配关系的相似性度量方法。该方法首先探讨了一种产品零部件的编码方法,最终采用了分类码+识别码的七位十进制的编码方法,然后以零部件为节点,以装配关系为边,构造了零部件的加权网络模型。通过运用复杂网络原理进行分析,建立了基于装配关系相似度矩阵,基于该相似度矩阵,找出装配关系相似度最大的节点,搜索与该节点相似度最大的邻居节点进行匹配,并对其邻居节点进行装配关系的计算和匹配,从而完成模型的相似性度量。该算法具有较低的计算复杂度,并以减速器为例,验证了该算法的有效性。     

基于入度演化规律的复杂产品设计变更影响分析模型

为准确分析复杂产品设计变更对设计任务的影响,提出基于入度演化规律的复杂产品设计变更影响分析模型。构建了复杂产品设计结构—任务网络模型,研究了设计变更引起的设计任务变化量与网络模型中入度变化量的映射关系;基于增长、删除及优先连接机制,构建了设计变更影响下的复杂产品设计结构—任务网络演化模型,分析了节点入度演化规律;构建了设计任务变化量与入度演化规律的关系模型,分析了变更对设计任务的影响。通过实例应用,验证了所构建模型的可行性与有效性。     

基于产品特征网络的变更传播评价方法

针对零部件特征划分组合不唯一的问题,提出"三维实体+2D特征+连接关系"表达的零件特征划分方法;定义了特征之间的强弱连接关系,并构造了产品特征网络模型。基于特征强弱连接网络模型,定义了特征节点的3种离散状态,给出了变更传播指数的含义,分析了产品特征变更传播的两种类型及其概率计算方法,并对产品特征网络变更影响程度进行了评估。通过某航天产品的阀体的特征网络构建及其变更实例分析,验证了所提评估模型的可行性。     

基于复杂网络的产品族结构建模及模块分析方法

将复杂网络理论应用于产品族结构建模中,提出产品族结构的零部件关系网络模型,零部件作为网络的节点,零部件之间的隶属关系作为网络的边,并在此基础上演化出产品族结构的模块关系网络模型.运用简单路径搜索等算法对各个节点的介数、次数和产品数等参数进行计算和统计.通过分析和比较这些参数,提出基于产品族结构网络模型的模块分类方法.在实例研究中,以某企业工业汽轮机产品族为例对上述方法进行验证.在分析网络模型相关参数的基础上,区分基本模块、必选模块和可选模块;寻找产品族中的关键模块并分析模块类型的转变是产品族演化的基础和关键.     

可变功能机械基于APD网络模型的变更传播过程分析

变更设计是实现可变功能机械再设计的1个重要方法。为研究可变功能机械再设计中变更传播的过程,提出变更传播路径和变更风险分析的方法。从可变功能机械产品概念设计角度出发,建立可变功能机械产品开发(Adapt-function mechanical Product Development,APD)网络模型,根据传播类型提出传播链和传播网的概念,描述变更在APD网络中的传播路径。通过分析节点之间的依赖程度和节点对变更传播的吸收能力,可以确定变更传播在APD网络中的可能路径,并基于此进行变更风险值的计算,预测不同变更设计方案给产品带来的风险,供设计人员在可变功能机械变更设计中选择合理的设计方案。最后,以可变功能电动剃须刀的变更设计为例,验证该变更传播过程分析方法的可行性。     

基于复杂网络的产品族零部件通用性分析方法

将产品族的主结构采用有向复杂网络的形式加以描述,产品族中的零部件作为网络的结点,零部件之间的隶属关系作为网络的边。运用简单路径搜索等算法对各个结点的介数、数量、次数、入度和出度等参数进行计算,并得出各参数的双对数坐标统计曲线,结果总体上符合幂律分布,表明各参数具有择优特性且产品族零部件关系网是无标度的。建立了零部件通用性的经验公式,对产品族中的零部件通用性进行了统计,得出了产品族的通用件和定制件。在研究中,以某企业工业汽轮机产品族为例,对其零部件通用性进行了分析。     

混合机械加工过程的偏差网络建模与误差溯源

复杂零部件生产通常需要经过混合式多阶段加工,加工过程中的误差种类多样且在多道工序间传递累积。为确保复杂产品的加工质量,提出了一种加权自调节偏差传递网络模型与误差溯源方法。该方法首先基于实际误差信息、质量特征信息与加工工艺构建加权自调节偏差传递网络。通过引入加权LeaderRank排序算法,识别混合式多阶段加工过程中易导致产品质量失控的关键加工特征。然后采用遍历回溯算法识别误差传播路径并提出ContributionIndex指标识别导致关键加工特征质量偏差的关键误差源,确定需要重点监测的加工工序及设备节点。以有代表性的具有多阶段加工过程的主轴承盖为研究对象,验证了该方法能有效建模复杂加工过程偏差流,辨别加工过程中的关键薄弱节点及其误差源。     

面向产品结构的多变更传播路径的并行搜索方法

针对单变更传播路径搜索方法面向多变更的不适用问题,提出多变更传播路径并行搜索方法.首先,基于构建的零部件网络模型,提出变更风险指数,作为路径优化的重要指标;其次,依据多变更传播路径的干涉特征,划分串行、分裂、合并3种基本传播形式,提出变更影响求解方法;基于此,提出下行变更传播路径搜索算法、约束变更传播路径搜索算法两部分组成的多变更传播路径并行搜索模型.最后,通过实例验证了所提方法的有效性和可行性.     

复杂产品工程变更传播路径动态优化

为优化复杂产品工程变更传播路径,减少零部件变更对复杂产品设计的影响,提出复杂产品工程变更传播路径动态优化方法。构建特性关联网络描述复杂产品设计结构,研究并揭示该网络中不同特性在变更时对其上、下游特性的影响机制;针对变更对上、下游特性的影响分别具有随主观变动和客观性确定的特点,设计集成上游影响特性动态优化和下游影响特性动态搜索的变更传播路径动态优化方案,从全局的角度获得对复杂产品设计影响最小的变更传播路径。通过对比分析和案例应用,验证了所提方法的准确性与适用性。     

基于网络分析法的模块化产品平台中零部件模块通用性分析

为了更加科学地评价模块化产品平台中零部件模块的通用性,运用网络理论建立产品族的结构网络,提出一种基于网络分析法的模块通用性分析方法.以零部件或零部件模块为节点,以零部件或零部件模块之间的隶属关系为边,构建产品族结构的零部件网络和零部件模块网络;分析零部件模块的出度、人度、介数、使用产品数和使用次数的物理意义和计算方法;分析五个参数的相关性,设计基于网络模型的零部件模块通用性指标.在工业汽轮机产品族的应用中,对汽轮机模块的通用性进行计算和分析,并与企业中零部件的实际应用情况比较,结果表明网络分析法和通用性指标能定量、合理地进行零部件模块通用性分析.     

基于复杂产品设计网络Hub节点的工程变更风险传播研究

工程变更传播给工程项目的生产运作带来了风险,为了及时控制其风险,以复杂产品设计网络为切入点,构建了复杂产品设计网络节点的结构矩阵,分析了工程变更传播机理;对复杂产品设计网络中的节点进行筛选,获得Hub节点;从设计网络中的Hub节点之间的直接影响和间接影响两个角度,构建复杂产品工程变更风险分析模型;最后通过型号HFC6564-84K的船用发电机验证所提方法的合理性。     

业务关联的多产业链协作网络模型

针对业务关联的多产业链协作模式,提出了业务关联的多产业链协作网络,并建立了数学模型;分析了业务关联的多产业链协作网络特征,基于复杂网络理论,综合考虑了节点的群落特性、节点间双向择优选择机制及节点间协作关系消亡等因素,提出了业务关联的多产业链协作网络加权演化模型,给出了演化模型算法。研究结果表明,业务关联的多产业链协作网络的节点强度分布符合幂律分布。以汽车零部件产业链协作网络为例,验证了模型的有效性。     

基于PageRank的产品方案设计SysML模型关键要素提取方法

历史设计结果里的关键设计要素对于新的产品设计具有重要参考价值。针对产品方案设计结果包含元素多、元素间关系交错复杂,导致的难以提取其中关键要素的问题,借鉴互联网网页排名算法PageRank的核心思想提出了一种关键要素提取方法(Key Elements Extraction with PageRank,KEERank),将产品SysML模型中的模型元素作为网络节点,将模型元素间的关系作为网络节点间的关联,首先基于模型元素间的关系强度将产品SysML模型转换为有向加权图,然后利用考虑权值的PageRank算法评价加权图中每个节点的重要性,最后通过重要性阈值筛选模型元素中的关键要素并获取关键要素间的关联关系。以液压缸SysML模型中的关键要素提取为例对方法进行了验证。     

协同产品创新中的创新客户重要度评价方法

针对协同产品创新中创新客户的重要程度评价问题,基于复杂网络相关理论,提出一种创新客户重要度评价方法。为表示创新客户及其之间的关系,建立了客户协同产品创新的无向加权网络模型;提出了以知识水平作为创新客户关联强度的量化指标,以删除创新客户节点前后的网络效率改变程度作为创新客户重要度的评价标准;在此基础上,分析了创新客户重要度的计算方法及步骤。以某完整协同创新任务为例,验证了所提方法的可行性和合理性。     

基于关联网络的设计质量特性波动溯源分析

追本溯源为质量问题纠正的前提,为实现产品设计过程中质量问题的源头追踪,基于产品设计质量特性的关联关系和波动传播机制,提出了设计质量特性波动溯源分析方法。首先,提出了基于矩阵运算的多领域关联信息的统一建模方法,以产品的设计规则和装配关系为基础关联信息,建立了设计质量特性局部关联矩阵,并通过矩阵运算得到设计质量特性全局关联矩阵,进而映射为设计质量特性全局关联网络,建立了完整的、可追溯的设计质量特性关联模型;然后,提出了波动影响的量化分析方法,建立了节点的波动度量化模型和关联边的波动传播强度量化规则,基于此可对不同关联传播形态的波动传播进行风险量化评估;在上述研究的基础上,通过对质量问题-问题原因-设计质量特性多层网络进行分析,得到针对某一特定质量问题的象设计质量特性,对设计质量特性关联网络进行上游广度优先搜索,并进行设计质量特性波动诊断,得到源波动设计质量特性及其波动路径,对波动路径的波动传播风险进行量化分析即可得到最终溯源结果。最后,通过起重机卷筒变形实例验证了该方法的有效性;结果表明,相较于其他算法,该方法在准确性以及算法效率和成本的平衡方面更具有优势。     

产品回收过程中最大收益的确定

基于产品零部件之间的连接关系 ,建立了产品拆卸逻辑网络图表示模型 ,阐述了层次回收法的思想 ,针对拆卸多方案问题 ,提出了逆向切割算法和最优拆卸路径生成算法 ,并在此基础上讨论了产品最大回收收益的计算方法。最后以驱动桥为例 ,验证了本方法的正确性。