面向设计过程的产品结构建模研究

产品结构管理（ＰＳＭ）是ＰＤＭ系统的主要功能,但如何建立产品结构模型以实现柳设计过程的有效管理是ＰＤＭ的一个难点。本文以产品设计过程的３个阶段;概念设计、总体设计和详细设计为基础,对ＰＤＭ中的产品结构进行分析和建模,提出了具有３个层次的产品结构模型,并对该模型进行了详细介绍。     

面向模块化设计的产品模块系统结构建模

针对模块化设计理论研究不够完善，缺乏系统结构模型，产品模块化设计系统软件难以开发的不足，提出了产品模块系统的概念，以有限划分加细诱导层次结构和解释结构模型(ISM)分别对产品模块系统结构进行了描述，并建立了产品模块系统通用结构模型。为实现产品模块接口关系布尔矩阵的获取，结合面向对象技术，提出了基模块接口关系扩展布尔矩阵逆向求解策略。最后给出了有翼导弹模块系统的应用实例。     

基于解析结构模型的产品模块构建及其优化

针对现有产品模块构建过程中存在的问题,通过建立产品零部件量化关联矩阵,采用扩展的解析结构模型对产品综合关联关系进行分解,形成产品初始模块.以关联矩阵为基础,给出了衡量模块聚合度、耦合度和设计需求趋同度的数值量化计算方法,并用上述指标构造了相应的优化数学模型.同时,应用成组遗传优化算法对初始模块进行优化,得到最优模块划分方案,并提供了模块接口的设计策略.最后,以电除尘器为例,验证了该方法的可行性和有效性.     

面向快速变型设计的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型，根据产品变型设计的特点和配置管理的需求，提出一种基于装配拓扑树和零件拓扑树的产品结构模型，描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件，并以面向对象的方法构造了产品结构模型类，该模型的建立为实现快速变型设计提供了良好的基础。     

一种面向大批量定制产品的模块化设计方法

介绍大批量定制生产(MC)产品的模块化设计基本原理、方法和应用。阐述标准化与规范化是产品模块化实施过程中重要的基础性工作。提出面向大批量定制设计过程分为“慢设计”和“快设计”,它们的结合点是产品的模块化。     

面向改型设计的模块化产品评价方法

针对改型设计的模块化定制产品的评价问题,提出一种综合考虑产品定制度和用户满意度的评价方法。将定制成本细分为设计定制成本、制造定制成本和装配定制成本,求得零部件定制成本之和及其所占比重,得到定制度;考虑了多种用户满意因素,并将价格因素和其他因素分开计算,得到用户满意度。结合定制产品的实际情况,综合产品定制度和用户满意度,以此对多个模块化定制产品进行评价。通过实例,验证了相关方法的有效性。     

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。     

基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究

为解决产品族设计中的模块化和核心平台的确定问题，本文针对产品族的产品相似性和零部件的可性等特点，从功能和结构两个层次进行界面关联并构建量化的设计结构矩阵，然后进行信息处理和部件的敏感性分析。通过部件之间关联信息量及其比例的分析，规划了产品族开发顺序，从任务聚合的角度实现部件聚合。综合考虑两种层次的界面关联分析，在实现产品族模块化的基础上确定了核心平台。最后，以咖啡机为例说明了上述方法。     

面向产品外观的定制设计方法研究

在分析产品外观设计活动特点的基础上,提出了从功能到外观的产品外观定制模式,以及将整个设计划分为元素设计的基本思想。进行产品模块划分,提出了产品综合结构的概念,和基于产品综合结构的外观定制设计方法。为实施定制,建立模块实例库,研究了各类模块方案的属性和表现形式。定制设计采用配置设计和调整设计相结合,由配置规则驱动和控制设计过程,和建立模块之间的关联。以数控纵切自动机床为例,进行了前期开发,用定制结果验证了该方法可行。     

模糊AHP方法在产品绿色模块化设计中的应用

绿色设计和绿色制造是制造业实施可持续发展的关键技术。在绿色产品设计开发过程中采用模块化技术,易于增加产品的材料相容性、可维护性、可拆卸及可回收性等。总结了模块化方法在产品绿色设计中的应用特点,考虑环境问题应引起的模块,产品实施模块化中应注意考虑的环境目标等;提出了一种应用于离散型机电产品多目标模块化分析的初步框架,对利用模糊图论和ＡＨＰ方法解决机电产品绿色设计决策的多目标、多特征和不确定性做了重点     

产品设计过程结构分析与优化

分析了产品设计的层次化过程,对设计建模之后的设计因素进行层次化构造,建立了设计过程结构规划控制模型。提出了节点、层次化概念和设计过程的层次结构,并应用一个基本的液压系统设计过程说明结构模型,提出了设计过程结构模型的构建方法。应用一个算例验证了结构模型构建方法的可行性。     

机械零件的模糊可靠性优化设计

采用模糊设计和可靠性设计理论，结合传统齿轮设计实例，探索了机械零件的模糊可靠性优化设计的新方法．     

基于CBR的机械产品模块化设计方法的研究

提出在模块化设计中模块对设计需求的适应性问题 ;论述了 CBR技术同模块化设计的关系 ,研究了基于实例的模板创建方法以及专家知识集成于设计模板的策略 ;分析液压机典型结构 ,创建模板实例及参数化的机身CAD模型 ;构造参数化设计的专家知识系统 ,实现知识的查询、提取、更新和基于知识的参数驱动机制     

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。     

微纳制造装备中拱形桥架的结构优化设计

为了提高微纳制造装备的定位精度,从提高桥架结构的刚度出发,以ANSYS软件为开发工具,提出了一种新型的拱形桥架结构。文中先从概念设计出发,设计出桥架机构的基本结构,然后利用ANSYS软件分析桥架的结构参数(如桥架厚度、立柱宽度、圆弧半径、斜面宽度和斜面高度)对刚度的影响,最终确定优化后的桥架模型。利用ANSYS软件对桥架结构进行静力分析和模态分析,通过对比不同设计方案的仿真结果,表明了新型桥架结构的优越性。     

摩天轮结构有限元分析与优化设计

利用ANSYS软件对直径105 m、高120 m摩天轮进行了空载重力工况、偏载重力工况、满载重力工况、普通风载荷工况、冰雪载荷工况、50年一遇风载荷工况和地震载荷工况7种主要工况下的结构有限元分析。取构件的19个主要构件截面尺寸作为设计变量,以摩天轮结构总重量为目标函数,以材料许用应力为约束条件,用导重法对摩天轮结构进行了优化设计。优化设计后,摩天轮不含轿厢的结构重量从689.41吨下降到383.48吨,降重44.4%,各工况下安全系数均达到设计要求,实现了摩天轮结构的轻量化设计,验证了导重法应用于结构优化设计的优越性。     

产品设计任务的聚类优化研究

产品设计任务聚类模型可以降低设计任务间的耦合程度,提高设计效率,缩短产品设计周期。为了挖掘设计任务之间的相互影响,首先分析了产品设计任务模型的特点,然后提出了应用有向图和可达矩阵对设计任务进行耦合聚类划分,并应用层级算法进行层次划分,得出设计任务之间的内在联系。最后,应用某型号减速器的设计任务实例验证该聚类优化方法的可行性和有效性,计算结果表明该方法可以快速建立设计任务之间的耦合层次关系,解决设计任务的迭代问题,优化设计过程。     

BF型多柔传动结构参数的优化设计

按空间力系观点导出的BF型多柔传动精确计算公式为依据，建立了该传动结合工程具体实际的各种优化设计模型，并对之进行较全面分析，经计算实例证明，优化结果十分显著，可为该传动提供最佳结构参数。     

产品再制造的绿色模块化设计方法

再制造性是机械产品设计时必须考虑的重要问题.在产品设计初期其实体生命诞生之前就全面考虑产品在今后全生命周期内的绿色特性及零部件的重用性,并用反映环境友好性的绿色度及反映功能、重用性的模块度进行评价和检验,可同时满足机械产品的绿色性和再制造性.