一种面向大批量定制的产品可拓设计方法

分析了大批量定制模式下产品设计的研究现状,提出了面向大批量定制的产品可拓设计思想。运用物元理论对大批量定制产品模型进行了重构,建立了面向整个设计过程的统一物元模型,并通过物元变换与拓展实现产品变型设计,最后对产品进行了优度评价。实例分析证明,可拓设计不仅满足大批量定制产品的多样化需求,还大大提高了设计过程的规范化和可重用性。     

基于可拓理论的产品配置设计

为实现计算机支持下的产品快速响应设计,提出了一种基于物元模型和可拓理论的产品快速配置设计方法.该方法首先建立形式化表达模块和模块族的物元模型.以产品族为基础,针对具体的客户需求,利用质量功能配置瀑布式分解方法对期望产品进行层次性展开,以获得期望模块物元.基于期望模块物元,采用相似匹配算法从模块族中模糊匹配出相似存在模块,以形成产品的初步配置方案.通过解析结构建模方法,确定相似存在模块变换的结构层次.通过相似存在模块的可拓变换,得到具体的期望模块,以建立产品结构方案.最后,以堆垛机为例,验证了产品快速配置设计方法的可行性.     

基于模块可拓性的产品配置设计

为提高设计效率和设计知识的重用度,实现产品的低成本快速响应设计,提出了一种基于面向对象的配置设计方法,并对其可拓性进行了研究.形式化表达了基于面向对象的模块、产品配置和配置产品等基本概念;对应于物元模型,建立了模块模型,研究了模块的数据可拓集和模块调节的方式.在对客户需求进行分析的基础上,根据模块的可拓性,从定性的角度找到和目标特征匹配的模块,再以定量的方式实例化模块的特征值,得到模块实例,并将其组装成最终产品.最后,给出了基于模块可拓性的配置设计方法在某装配生产线的操作台架设计中的应用实例.     

基于可拓模糊理论的汽车车身设计方案评价

为了对各个汽车车身设计方案进行评价,从空气动力性、结构功能性、工艺性、艺术性、经济性五个方面建立评价指标.首先用改进后的可拓关联函数求得各设计方案指标的关联函数值,再用模糊层次分析法求得各指标权重系数,通过计算获得评价结果,最后通过实例验证了该方法的可行性.     

基于可拓理论的绿色制造实施方案设计

针对目前企业实施绿色制造缺乏决策支持方法的问题,充分利用历史成功实施案例,面向知识表达与重用,提出了一种基于物元模型和可拓理论的绿色制造实施方案设计方法。分析了绿色制造实施方案的知识结构,提出了基于物元模型的实施方案知识表达方法;在此基础上,基于可拓理论提出了绿色制造实施方案设计流程,利用关联函数对历史相似实施方案进行基于距的实例检索,利用可拓变换和可拓逻辑推理将检索获得的实例修改为满足企业需求的实施方案。结合某机床制造企业的绿色制造实施方案设计实践验证了所提出方法的可行性和有效性。     

基于可拓理论的模块化设计方法研究

针对模块化设计理论难以工程实现的问题,提出了基于物元模型及可拓方法的产品可拓模块化设计方法。该方法首先在物元模型的基础上,结合模块自身特点,建立了模块物元与模块族物元,以有序三元组的形式规范化地保存了历史模块和模块族数据,并研究了模块物元的可拓性及其变换。然后运用可拓方法对模块物元进行变换与操作,既实现了对模块划分、模块检索与匹配,以及模块综合等模块化设计过程的形式化描述,又为模块化设计提供了新的思维方法。最后,给出了可拓模块化设计方法在导弹产品开发中的应用实例。     

合作伙伴的可拓综合评价方法

为了客观、综合地评价合作伙伴,首先建立了一般合作伙伴综合评价参考体系,然后给出了形式化的合作伙伴综合评价物元模型。在此基础上提出了一种定性与定量相结合的合作伙伴可拓综合评价方法。该方法利用可拓理论对经典集合理论和模糊集合理论的语义进行扩展,通过关联度、合格度和优度计算,客观地给出了合作伙伴综合评价结果,并通过DRAGON项目的应用场景得到验证。最后,给出了该方法与层次分析法和模糊综合评价法的对比,说明了该方法能够有效保证综合评价的质量和效率。     

复杂产品概念设计方案的可拓决策

基于可拓学理论,提出一种用于复杂产品概念设计方案选型的多级可拓决策方法。首先根据人类菱形思维特点,建立产品概念设计评价的综合体系,然后利用可拓理论对方案设计中的各因素进行语义扩展,构造形式化的物元模型,通过关联度、优度计算,对各种备选方案进行排序。最后通过导弹选型实例给出该方法与模糊综合评价法的对比结果,表明其实用性和客观性。     

可拓设计理论方法综述与展望

为了针对产品创新设计中的矛盾问题寻求最佳设计方案,提出一种可拓设计理论方法,该方法集理论、实践、科学、哲学和方法论为一体,具有设计目标清晰、冲突消解过程有序、方案输出结果满意等特点。通过分析比较发明问题解决理论、基于规则/实例推理、约束松弛、协商、回溯、可拓设计等常用于产品创新设计过程中的冲突问题消解方法,论述了可拓设计方法最大的特色在于模型化、形式化、定性与定量相结合,是一种智能化处理设计对象、设计系统的现代设计方法;系统介绍了可拓学和可拓设计的形成及相互关系、可拓设计的研究方法和设计原理,对可拓设计各步骤环节的研究现状进行了综述,论述了目前存在的不足及今后的发展方向与思路;阐述了可拓设计方法及其计算机实现的策略生成系统,对几种典型的可拓设计软件系统做了简要介绍;最后对全文进行总结,展望了今后的研究目标及需要解决的研究难点。     

面向产品变异设计的零件可拓物元模型研究

为满足产品变异设计的要求,提出了零件可拓物元模型结构.通过融合零件及其子结构的几何、结构关联关系、功能和语义等信息,建立了零件变异物元模型.结合可拓理论,研究了零件变异物元模型的可拓性,分析了零件变异物元模型对产品变异设计的支持情况.最后,基于零件变异物元模型,开发了产品变异设计原型系统,并以发动机曲轴零件为例,建立了零件可拓物元模型.实例证明,零件变异物元模型解决了产品变异设计引起的零件结构干涉和拓扑更新问题,为产品变异设计提供了条件.     

变速器设计方案可拓综合评价方法

怎样更好地对变速器等机械设计方案进行综合评价问题的研究十分重要。本文基于可拓学理论,通过对物元模型的分析,提出了变速器设计方案可拓综合评价方法。通过研究首先构建了评价模型,并以汽车变速器设计方案为实例,从燃油经济性、动力性、换档平顺性和制造成本等四个方面对其进行了可拓综合评价。通过综合评价对设计方案进行了优选,经实际应用验证了该评价方法具有操作简单、可靠性高、实用性强等特点。     

产品概念设计可拓进化方法研究

在分析现有概念设计求解策略的基础上，提出了基于可拓学理论与遗传算法相结合的概念设计求解模型，并通过可拓评价方法建立了遗传算法的适应值函数，从而完成产品概念设计。     

基于参数化装配的产品变型设计研究

提出了一种基于两级参数化装配的产品自适应变形设计系统框架,并成功地实现了火炮系统的自适应变形设计,从而为产品的快捷变型设计、系列化设计和优化设计提供了实用可行的方法。     

基于可拓理论复杂型腔模具设计方案综合评价方法

针对设计方案评审过程中存在着交错耦合关系如何确立等问题,运用可拓学理论,通过对模具设计方案物元模型、关联函数、权重和隶属度等关联关系的研究,构建了基于可拓理论复杂型腔模具设计方案综合评价模型。并通过设计实例,从成型工艺、模具结构、模具材料、模具成本等4个方面对其设计方案进行了综合评价。评价实例证明了该评价方法具有操作简单、实用性强等特点。     

面向绿色制造的产品加工工艺规划方案评估

针对绿色制造背景下产品加工工艺规划方案评估中的不确定性和不相容性问题,提出了一种基于可拓分析和D-S理论的产品加工工艺规划方案评估方法。根据可拓分析理论,建立了产品加工工艺规划方案评估问题的经典域物元矩阵、节域物元矩阵和待评物元矩阵,并求得了待评物元矩阵的关联函数矩阵;经过转换处理后,建立了D-S理论的辨别框架,将拓展分析中的关联函数矩阵扩展为D-S理论中的基本概率指派（BPA）函数矩阵;采用综合考虑对比强度和冲突性的CRITIC法计算各特征的重要度,并对证据进行融合,根据融合后的BPA函数值对待评工艺规划方案进行分析比较,最后得到了多个工艺规划方案的分级结果以及同级方案的排序关系。通过某型号汽车后门框加工工艺规划方案评估的实例应用,验证了所提方法的有效性。     

基于L1自适应控制理论的矿井提升机调速控制器设计

分析建立了整个提升机系统的动力学模型,并针对系统动态中的时变非线性、强耦合、大惯性和负荷未知等特点,设计了新的L1自适应控制器,在线学习提升机运行特性和状态,实现控制参数实时调整,获得良好的全局控制效果。数学证明表明,在自适应率足够大的情况下,L1控制器可以获得任意的稳态和瞬态跟踪精度。进而在MATLAB环境下对L1控制器进行仿真验证,并在实际的提升机物理平台上进行实验。结果表明,在载荷未知的条件下,提升机控制系统能够很好地跟踪给定的速度曲线,具有较高的控制精度和鲁棒性。     

绿色设计材料选择的可拓物元模型与评价

用于绿色设计的材料,要求其基本性能、经济性能和绿色性能综合评价最优,而材料的基本性能、经济性能和绿色性能评价是不相容问题,通过对材料选择进行可拓分析,提出应用可拓学的优度评价方法去解决材料选择的综合性评价问题,构建了材料选择可拓物元模型和综合评价指标体系,并以实例验证了其合理性和可行性。