基于过程集成的ETO产品快速设计研究

该文通过分析面向订单设计产品配置设计中多学科、高耦合、多迭代和系统性等基本特性,提出基于事物特性表的ETO产品快速设计方法.研究了ETO产品快速设计过程中的几个关键技术:提出了设计过程与产品数据的集成模型;分析了过程管理与产品报价系统的集成方法.通过与过程管理的集成,以配置设计和变型设计为主要手段,能够实现ETO产品的...     

面向ETO产品大批量定制的项目规划方法研究

针对按订单设计（ETO）产品大批量定制的特点,提出基于项目主规划的快速项目规划方法.在ETO产品主结构的基础上构建了项目主规划,对基于项目主规划的项目规划派生流程进行了研究,对项目规划派生过程中用到的项目规划规则库进行描述;基于规则的项目规划派生能够快速生成ETO产品大批量定制的项目规划,提高项目规划效率.以柴油机产品为例进行了应用验证,在一个具体的应用系统中建立柴油机的项目主规划,实现柴油机大批量定制项目规划的派生,从而提高柴油机大批量定制项目规划效率,缩短项目规划时间.     

基于ECA规则和事物特性表的产品配置模型

针对按订单制造和按订单设计产品的特点，采用event condition action（ECA）规则和事物特
性表建立产品配置模型.设计人员根据ECA规则对组成产品族的必选模块和可选模块进行选择,得到定制产
品的结构；借助于模块的事物特性表对其进行变型设计，即可快速得到个性化的定制产品.结合工业汽轮
机的配置设计，给出了汽轮机本体中汽缸部分的配置模型和实例.该配置模型不仅有利于提高产品配置效
率和配置成功率，而且还可以保证产品全生命周期中数据的一致性.     

面向大批量定制的配置产品变型设计

从配置产品创新性与重用性相结合的角度探索了在集成环境下产品变型设计的发展规律，系统地提出了面向大批量定制的配置产品变型设计理论和方法.针对配置产品的不同设计域层次，定义了一整套适用于不同抽象层次和不同类型配置模型的递归化设计方法，通过不同设计域、不同层次、不同类型配置规则的模糊推理、模糊派生、柔性聚合实现设计过程的跃升和设计信息的继承.提出了配置单元派生进化、关联进化、替换进化的一整套方法，将配置单元进化演绎的历史与配置设计过程结合起来，实现复杂配置产品方案设计的自动化、递归化和可视化.结合企业具体应用将上述理论应用于实际产品开发中，取得了良好的效果.     

基于遗传算法的产品族模块划分

针对大批量定制技术中的产品族模块划分问题,提出了一种基于遗传算法的模块划分方法。以产品零部件在结构和功能上的关联值为主要依据,综合分析零部件在产品生命周期不同阶段的相关性,形成零部件之间的关联矩阵;根据模块划分的原则,构造模块划分模型,并以基于0-1矩阵编码形式的遗传算法对问题进行求解。最后通过实例验证了方法的有效性。     

PIC模型下大规模定制的汽车产品配置方法

针对大规模定制下汽车产品配置方法不能很好地表达三维信息和约束信息的问题,提出了一种基于实例推理的PIC模型来进行产品的知识表示,并运用交互式遗传算法（interactivegeneticalgorithms,IGA）来进行产品配置的求解,使客户能够参与到产品的定制设计中。分析了基于PIC模型的产品配置工作原理,给出了PIC模型的定义和形式化表达,并开发了基于PIC模型的汽车操控台定制设计系统来进行验证,结果显示该方法具有较好的应用前景。     

多色集合层次结构的产品族建模及应用

为了快速从产品族模块中配置满足用户需求的产品零部件,以产品族设计为研究对象,提出了基于多色集合层次理论的产品族配置建模方法.建立产品族模型与客户需求之间的映射关系,利用推理矩阵完成产品族元素选择,实现用户需求到不同产品组合方案的推理过程,采用约束矩阵解决方案中存在功能之间以及零部件之间的冲突问题.实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述,有利于产品族模块配置,满足大规模定制的快速需求.     

一种集成仿真的快速定制设计方法

针对制造业自动化整线或单元的设计和验证的过程,提出了一种集成仿真的自动化生产整线或单元定制设计方法OiS(Optimization integrated Simulation).基于三维仿真软件Demo3D,搭建整线定制化平台,通过迭代式地调整仿真模型的配置与执行引擎的算法结构,实现定制整线或单元仿真模型配置和执行过程的并行优化.该设计方法能够实现生产线的快速定制、缩短设计开发周期、减少设计和验证成本.     

面向批量定制的产品配置仿真系统实现方法

针对批量定制模式下产品配置设计领域,以定制产品多维信息中构件层次信息偏序集为核心,设计了构件属性索引表达模型,提出了基于构件属性索引的XML刻面分类文档的层次式检索技术和构件属性相似度的计算方法.并进一步研究了基于软插件的定制产品虚拟描述方法,开发了产品配置仿真原型系统.通过车床产品的配置仿真应用表明:系统能根据客户提出的定制需求快速有效的实现产品族构件的检索配置,客户也可以在配置设计过程中对配置选项进行规范的动态变更,以便对多个设计方案进行动态可视化的评价比较,既提高了配置设计的效率,又提高了设计结果与客户需求的一致性.     

基于映射的配置产品自动装配规划技术

针对现有的产品配置设计技术缺少对配置产品可装配性分析和装配规划的支持的问题,通过产品配置特征信息到零部件装配特征的映射,产品配置结构（BOM）到装配结构的映射,产品配置过程信息到装配体连接关系的映射,实现了配置产品装配信息的获取,使产品配置阶段的设计信息在装配规划中得到重用.应用Agent实现机理定义了自动装配规划单元,并在此基础上建立了配置产品自动装配规划模型,实现了配置产品的自动装配规划.结合项目实例论述了配置产品自动装配规划技术的具体实现过程.     

基于知识的产品可拓配置与进化设计技术研究

为了解决大批量定制中的产品配置与变型设计问题，提出了产品层次可拓配置设计方法.该方法采用框架语义网表示配置知识，根据产品的构成和配置设计特点将配置过程分为一级准配置和二级相似配置.通过一级准配置建立满足客户需求的产品结构树，二级相似配置匹配求得组成树的相似件.在二级相似配置基础上，基于单元的变换与进化，建立配置与进化设计信息的关联，实现了基于层次配置的变结构进化设计.研究结果表明，该方法通过两级配置解决了传统单层配置设计效率低与难以实现变结构的问题，满足了产品个性化设计需求.     

产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法

为了实现需求驱动的产品快速响应设计,提出产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法.将多尺度耦合概念引入产品设计中,研究产品多尺度模糊配置设计、多尺度变异设计以及异构系统的多尺度耦合方法.分析异构系统间信息传递过程中的多尺度特征,将配置设计系统中预定义的产品族按状态空间划分为大尺度、中尺度、小尺度和超小尺度.结构变异设计是将模糊配置的相似实例作为输入,通过拓扑结构的改变,输出满足客户需求的新结构.建立模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合过程的数学描述,通过多尺度递归融合与驱动,实现产品模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合.开发了模糊配置与结构变异集成先进设计平台,并在精密塑料注射成型装备的设计开发中得到了应用验证.     

复杂装备模糊配置的反馈式解耦设计

针对模糊配置设计中的耦合问题,提出一种反馈式解耦的设计方法.该方法将模糊配置设计划分为用户域、功能域、物理域和过程域.其中,功能域向物理域的映射过程可通过相对增益矩阵进行表达,不同形式的相对增益矩阵描述不同的模糊配置设计,包括理想设计、解耦设计和耦合设计.对于耦合设计,构建由多粒度结构组成的过程域,多粒度结构用于结构变异.过程域作为耦合设计的反馈补偿域,通过调节功能需要与设计参数之间的相对增益矩阵实现模糊配置的反馈式解耦设计.结合企业实例,将反馈式解耦设计应用在精密塑料注射成型装备的模糊配置过程中,从而实现复杂装备的快速响应设计.     

定制化零件集成设计的几何特征与可制造模型构建

为解决针对航天运载工具普遍存在的定制化零件难于制造问题,文中提出在设计阶段既考虑其可制造性的集成设计思路.讨论了一类定制化零部件的几何特征和描述方式,依照其特点对其特征参数进行了定义;构建了考虑制造设备信息的可制造性评估模型,包括制造资源模型、制造过程模型、特征关系模型和制造对象模型.通过具体实例给出了集成设计过程的可制造模型部分结果.结果表明:模型兼顾了设计和制造信息,设计效率提高,制造成本降低.     

知识驱动的产品设计情境

为进一步探讨情境在实际产品设计中的应用,提出了知识驱动的产品设计情境研究方法.将产品设计过程分为问题情境、求解情境和结果情境3个维度,通过知识驱动产品在原理、结构或组合方式上的创新,提出了基于产品开发设计流程的产品设计情境模型和知识驱动的产品设计情境模型.分析了显性知识与隐性知识在用户、设计师以及系统之间的传递与转化特征,提出了知识转移的交流模型和螺旋模型,并探讨了基于知识的产品建模技术、推理求解技术、感性意象评价技术和知识库技术.以眼镜造型设计为例,构建了眼镜产品族结构体系和计算机辅助眼镜造型系统软件,包括三维造型设计模块、感性意象评价模块和系统知识库模块.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,构建设计知识库以及用户的感性意象评价,从而提高眼镜开发设计的效率,验证了知识驱动的产品设计情境理论体系.     

面向定制的产品可拓配置设计方法

提出一种基于可拓逻辑的产品配置设计方法．该方法从顾客定制要求出发,通过分析产品需求和功能的可拓集合,建立满足产品功能的可拓配置设计规则、约束条件、关联函数以及与之对应的产品结构模型,从而确定配置设计的核问题．建立可拓配置设计流程,通过设计变换实现个性化产品功能之间冲突的消解,输出初始设计方案．最后将该方法应用于电动工具个性化配置设计,应用实例表明：该设计方法不仅能快速满足定制设计的个性化要求,而且能为计算机参与解决配置设计矛盾问题提供一种可行的途径．     

热电联产汽轮机模块化设计分析

模块化设计是在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、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。模块化设计是热电联产汽轮机项目实施过程中的一大特点。对于汽轮机这种大型单机式产品的研发和制造过程,如果能够采用模块化的设计和制造方法,不仅可以缩短产品的生产周期;而且更有利于在原有产品的基础上提高产品性能及保证产品质量。