单输入多输出耦合设计任务二阶段迭代模型研究

产品开发过程中单输入多输出耦合设计任务间存在复杂的信息依赖关系。采用单阶段方法的任务执行方式时,因所执行的任务数量多并且需传递的信息量大,致使任务间存在的复杂信息关系难以被理清,从而导致任务执行过程中的方案分配不够合理,任务间的迭代返工次数过多,产品开发周期过长。针对这些问题,在深入分析单输入多输出耦合设计任务单阶段迭代模型的基础上,提出了一种任务迭代过程中的信息处理策略,并构建了一种单输入多输出耦合设计任务的二阶段迭代模型及其求解执行时间的数学模型。应用该数学模型,可以计算得到最佳二阶段设计任务分配方案。以某发动机开发项目为例,进行了该方法的应用分析。研究表明,采取二阶段迭代模型,任务迭代执行时间比单阶段短,并且通过合理分配在1,2两个阶段执行的任务,能够获得最短的二阶段任务迭代执行时间。该方法根据任务间不同的信息关系选择合适的任务迭代模型,能够有效缩短产品开发周期,可为产品设计人员在产品开发过程中选择合理的任务执行方式提供一定的理论参考。     

一种基于用户网络评价的产品设计方法

目的 对基于用户网络评价信息修改产品设计规范并开展产品改良设计的方法开展研究.方法 应用网络爬虫技术对用户网络评价信息的数据采集、分析和整理方法进行研究.基于用户评价信息数据,对快速修改产品设计规范实现产品设计定位的方法进行研究.应用产品设计程序与方法实现产品改良设计.结果 针对ONA品牌LED灯具产品,开展了基于用户网络评价的改良设计.在新产品方案满足基于用户评价修改的产品设计规范要求前提下,改良设计周期大幅缩短至3个月.结论 研究提出的方法应用网络技术手段实现了对产品设计规范面向大量用户评价的修改,为一定市场规模产品提供了替代传统调研方法的、快速的设计定位调整手段,为企业在信息时代对用户反馈做出准确、敏捷反应提供了理论和技术支撑.     

可变功能机械基于功能-结构模型的设计变更

为研究可变功能机械设计变更过程和相关设计方法,从机械产品概念设计的角度出发,基于功能-结构映射模型,分析了机械产品在设计变更中功能与结构之间的映射关系,提出了3种变更约束规则.借助工程设计学中功能抽象化的方法进行功能关联性分析,并将产品结构分解为变更结构体和共享结构体,通过结构体的组合来实现产品的设计变更.在此基础上,建立了产品设计变更流程图,将变更过程划分为5个阶段,并提出变更执行图.最后基于功能-结构映射模型,通过设计变更执行图对CA6140车床进行了数控改造,验证了该映射模型应用于机械产品可变功能设计变更的可行性.     

基于AR技术的设计评价系统研究

目的 增强现实技术(AR)的应用研究是产品设计领域的研究趋势之一,旨在研究AR技术与产品设计评价之间的关联性,探求AR技术在此领域的应用方法.方法 基于产品模型、AR体验创建平台和设计评价三大模块构建基于AR技术的设计评价系统,再以在机场环境中的安防机器人为例,以形态、色彩、曲面、人机交互、环境适配和经济适用为主要评价参数,分析此系统的实际应用情况.结果 与现有AR系统对比分析,此系统在颜色更改、比例调整、动态展示三方面具有优势,对产品展示、产品完善、产品设计相关参数的评价以及与客户沟通等方面具有重要意义.结论 在三维层面,基于AR技术的设计评价系统实现了产品展示的多空间、多角度、多层级的转变,对于评价产品设计更具直观性、实用性和经济性,且具有十分重要的实际意义.     

基于层次分析法的儿童智能手表设计评价研究

目的解决产品设计方案后期评价问题。方法提出了一种基于层次分析法(AHP)的设计评估方法,首先将产品分解为若干待评价的指标并对其进行评价打分,整理数据并计算出各指标的权重值,最终得出各方案的综合得分进而排序。结果通过3款儿童智能手表的市场销售调查数据验证了该排序结果的准确性,为产品设计方案的有效评估提供了参考。结论将层次分析法引入设计评价中,可有效降低设计评价中待评估要素多、对评估者的经验知识依赖大、各因素与最终方案之间的影响关系难以判断等问题所带来的不利影响。     

产品模型和设计过程的演化和融合

从设计历史、设计方法和设计约束三方面分析了产品模型和设计过程的融合与演化。不同设计阶段之间的模型转化和信息继承是设计历史与过程演进的本质。不同的产品信息表示适合于不同的设计方法处理；不同的设计方法决定了不同的设计过程演变。并以油泵产品设计为例，辅证了上述三方面的理论分析。     

基于情境系统的湖湘文创产品设计评价研究

目的研究针对湖湘文创产品设计结果评价的指标体系构建方法与流程。方法将文创产品的设计与评价置于产品情境系统中,建立湖湘文创产品情境系统模型,通过对模型纵向与横向上的分析和整合,获得设计评价体系构建脉络。运用脉络分析、文献研讨、专家问卷调查、因子分析等定性与定量研究结合的方法,构建湖湘文创产品设计评价指标体系。结论经验证与实际应用,所构建的评价指标体系对湖湘文创产品设计结果的快速基础性评价具有切实效用,提供了湖湘文创产品的优劣判断参照及文创产品的设计评价研究新思路。     

基于matlab软件风力机叶片的数字化设计

本文以风力机叶片为研究对象,选用常用的NACA4412翼型,基于Glauert设计模型,利用matlab工具对一20KW风力机进行了叶片气动外形的设计,得到风力机叶片的外形参数。计算过程利用matlab能够简化繁琐计算便于修改参数,能够推广到其他产品的设计,为产品设计提供一定的依据。     

用户心理模型的构建方法及灭火器设计应用

目的 通过构建用户心理模型,发现用户与产品之间的交互体验问题,指导产品设计开发。方法 以灭火器设计为例,通过访谈整理和归纳专家用户的知识结构;基于模拟实验获取新手用户的视触觉感知与外在行为数据;构建匹配灭火器使用情境的用户心理模型,提出灭火器优化设计的切入点,并以此进行设计实践。结论 以“信息输入—逻辑判断—动作输出”为基础框架,以习惯、产品特性、知识结构、检查行为、用户状态信息、火点信息、环境信息为模型组件,构建了灭火器用户心理模型,总结了影响灭火器使用体验的关键问题,提出了设计方案。通过构建用户心理模型,能够指导获得符合目标用户使用心理预期的产品设计方案,为产品的用户体验设计研究提供参考。     

基于联合分析和模糊聚类的产品族客户需求模型研究

客户需求信息的准确获取与表达是产品族规划的首要环节,针对客户需求模型构建过程中需求信息具有抽象性、模糊性等特点,基于公理设计构建描述客户需求的模型,运用联合分析法对客户需求进行量化,将模糊的客户需求转换为具体的产品设计指标和参数.通过对指标和参数的相关性分析,建立产品设计关联矩阵.采用模糊最大树聚类算法对设计关联矩阵进行聚类分析,以聚类有效性指标为依据,得到最佳聚类阈值,从而获得最优聚类结果.在此基础上,利用最优聚类结果对设计关联矩阵进行解耦,最终得到解耦设计关联矩阵,为参数化产品族规划提供理论依据.最后,以圆柱齿轮减速器产品族规划为实例,验证了该方法的有效性和可行性.     

Research on a two-stage iterative model of coupling design task with single input and multiple output北大核心CSCD

In the process of product development, there is a complex information-dependent relation between coupling design tasks with single input and multiple output. Because of the large amount of executed tasks and transmitted information, the complicated relationship between these tasks is hard to be sorted out by using the single-stage task execution method, which may lead to problems such as the unreasonable allocation of tasks in the process of task execution, excessive iteration rework times between tasks and too long product development cycle. To solve these problems, an information processing strategy for the task iteration was put forward, and a two-stage iteration model and the mathematical model of calculating task execution time were built based on the deep analysis of a single-stage iteration model for the coupling design task with single input and multiple output. The best two-stage task allocation scheme was obtained by working out this mathematical model. The effectiveness of this method was proved through the example of an engine development project. The results showed that the iterative execution time of tasks was shorter than single-stage by using the two-stage iteration model and the shortest iterative execution time of the two-stage iteration model could be obtained by reasonably assigning tasks into two phases. The method selects the appropriate task iterative model according to the different information relations between tasks, which can effectively shorten the product development cycle and provide some theoretical reference for product designers to choose reasonable task execution way in the process of product development.     

盾构螺旋输送机适应性设计智能决策

螺旋输送机作为土压平衡式盾构的重要功能部件之一,常常需要进行设计调整以满足新的工程需求.但是,设计调整容易导致产品指标发生过量变动,进而对产品的可靠性、安全性和可维护性等产生负面影响.为最大化重用已有的、经过工程验证的设计方案,降低设计调整的负面影响,提出了一种盾构螺旋输送机适应性设计智能决策方法.首先,收集盾构螺旋输...     

基于模拟试验法的离散公差稳健设计

 在分析计算机辅助公差设计技术的研究现状的基础上，提出了基于模拟试验法的离散公差稳健设计方法．在该方法中将加工成本与质量损失作为两个独立的目标函数，从而建立离散公差优化设计模型，采用试验设计法和CP方法相结合的技术实现公差的稳健设计，最后用实例证明该方法的可行性．     

基于全生命周期设计思想的工业设计方法

分析了工业设计与全生命周期设计的关系以及将全生命周期设计思想引入工业设计的意义.提出了基于全生命周期设计思想的产品设计方法.该方法包含识别机会缺口、建立需求模型和细节设计3个环节.在此基础上,建立了基于全生命周期思想的产品设计系统模型,整个系统以产品全生命周期评判准则为支撑.最后,以学生公寓系列产品设计为例,说明本文提出的方法和系统模型的具体运用,并给出了设计效果图.     

An exact solution approach for disassembly line balancing problem under uncertainty of the task processing times

The purpose of this work is to efficiently design disassembly lines taking into account the uncertainty of task processing times. The main contribution of the paper is the development of a decision tool that allows decision-makers to choose the best disassembly alternative (process), for an End of Life product (EOL), and assign the corresponding disassembly tasks to the workstations of the line under precedence and cycle time constraints. Task times are assumed to be random variables with known normal probability distributions. The case of presence of hazardous parts is studied and cycle time constraints are to be jointly satisfied with at least a certain probability level, or service level, fixed by the decision-maker. An AND/OR graph is used to model the precedence relationships among tasks. The objective is to minimise the line cost composed of the workstation operation costs and additional costs of workstations handling hazardous parts of the EOL product. To deal with task time uncertainties, lower and upper-bounding schemes using second-order cone programming and approximations with convex piecewise linear functions are developed. The applicability of the proposed solution approach is shown by solving to optimality a set of disassembly problem instances (EOL industrial products) from the literature.     

基于认知任务分析的医务人员个人防护研究与产品设计

目的 有效降低医务人员在进行个人防护时的感染率,从而提升个人防护效率。方法 基于认知任务分析法剖析用户在个人防护中的任务认知,分析得出关键任务和基于关键任务认知的用户需求。结合Kano模型与Better-Worse系数分析法将用户需求转化为设计需求项,并对设计需求项进行属性分析与优先级排序。根据医务人员个人防护的关键任务场景提取合适的设计需求项,并结合用户模拟访谈数据进行产品设计。将设计出的产品与当下的产品进行可用性测试对比,从而检验设计产品的有效性与可用性。结果 本设计中的医务人员个人防护产品,能有效地减少医务人员在个人防护过程中的出错率和污染面积,提升个人防护任务的效率与成功率,进而获取良好的用户满意度。结论 基于认知任务分析的研究方式能准确捕捉医务人员个人防护中的关键任务与用户需求,使个人防护产品的设计流程更合理,从而产出可用性高、用户满意的产品。该方法也可用于其他防疫类产品的设计之中,从而为防疫类产品设计的研究提供了新思路。     

Design Process Optimization Based on Design Process Gene Mapping

The idea of genetic engineering is introduced into the area of product design to improve the design efficiency.A method towards design process optimization based on the design process gene is proposed through analyzing the correlation between the design process gene and characteristics of the design process.The concept of the design process gene is analyzed and categorized into five categories that are the task specification gene,the concept design gene,the overall design gene,the detailed design gene and t...     

机械零件可靠性设计理论与方法研究

机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命．结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法．     

Development and application of a novel swirl cyclone scrubber (2) Theoretical

The swirl cyclone scrubber analyzed in this paper is a novel aerosol filtering device in which a uniflow cyclone and a scrubber are combined. Systematic experiments showed that the swirl scrubber is a promising device that has minimal installation, operational, and maintenance costs. In this article, theoretical analyses are developed for the swirl cyclone scrubber. The dependency of particle collection efficiency on the design and operating parameters observed by experiments is explained using a theoretical parameterization to provide guidelines for optimal design and operation of the device. Discussion on possible variations of the swirl cyclone scrubber is also presented based on the theoretical parameterization developed.