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.     

基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。     

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.     

基于知识的大规模定制产品可拓配置设计

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,提出了基于知识的大规模定制产品可拓配置设计理论与方法.通过分析产品设计过程中的信息处理,明确了基于知识的设计系统开发思路,应用物元理论与可拓学方法,对大规模定制的典型机械产品进行基于数据库的可拓分类知识挖掘,建立满足产品个性需求性能的可拓配置变换规则、关联函数及与之对应的产品可拓配置集等,并将其有效地应用到单体液压支柱的个性化配置设计中.应用实例表明:该方法不仅能快速满足大规模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.     

基于可拓数据挖掘的产品性能配置设计

配置设计中关键的一步是如何将客户的需求映射到产品的结构中.针对客户性能需求和结构之间的模糊性和不确定性,提出利用可拓数据挖掘的方法找出这两者之间的关系,实现产品性能到结构上的映射.构建产品配置蕴含规则,根据产品配置蕴含规则产生产品配置蕴含模型,基于此模型建立产品配置传导矛盾环,利用关联函数建立这些传导矛盾环和现有的配置方案库中的配置方案之间的映射关系,通过这些映射关系对现有的产品配置方案进行改进得到符合客户需求的产品再配置方案,最后将此方法应用到油锯的配置过程中.     

基于可拓挖掘的产品方案再配置方法

为了在扩大产品配置空间、争取最优解的同时,提高配置效率,快速消解领域知识耦合过程中的矛盾,提出了一种基于可拓挖掘的产品方案再配置方法.将配置方案用物元对的形式表示,通过计算不同物元对间的传导效应,将一般性的配置知识转化为传导知识;建立方案再配置过程的矛盾问题转换方式,挖掘出变换过程中配置要素之问的相互影响;定量化衡量方案变换过程的可配置程度,揭示可拓变换对产品结构、性能和功能的影响,从而对配置过程中的可变知识加以分析、提取和利用,生成能够满足设计要求的可变方案.将所提方法应用于新型油锯的配置设计,验证了该方法的有效性.     

基于可拓关联规则推理的产品方案设计

产品方案设计中存在大量的设计实例和设计经验,通过数据挖掘可获得蕴含的关联规则知识.在关联规则重用过程中,针对传统规则推理方法在模糊推理方面的不足,引入了可拓学的基元理论和可拓集理论,对产品方案设计中的设计要求和关联规则建立了形式化和定量化的基元模型,给出了一种基于关联函数的关联规则匹配算法,并对关联度规范公式进行了改进,从而建立了基于可拓关联规则的方案推理模型.最后以大型水轮机的选型方案设计为例验证了该推理模型的可行性和有效性.     

基于可拓逻辑的产品族可配置规划研究

为更好地处理产品族可配置规划大量带有矛盾前提的知识,通过顾客需求获取、可拓变换和可拓聚类等方法来解决配置需求动态增加、配置阈值确定和冲突消解等三个问题,提出了基于可拓逻辑的产品族可配置规划模型.首先通过共轭分析法得到需求基元,建立需求与产品族结构特征之间的映射关系,利用町拓规则推理,从定性角度得到能够满足顾客需求的一系列产品.然后在需求基元图中,应用变换矩阵对需求基元加以变换,由顾客根据变换结果再次输出需求基元,与最初需求基元计算相容度,利用改进的遗传算法动态取得配置阈值来判断变换的可行性.最后,利用可拓聚类和聚类图理论实现产品族内部的稳定模块和可变模块的划分.该方法已应用于冰箱原型系统设计.     

基于可拓距的起重机产品配置方法设计

针对起重机械产品复杂、设计效率低的问题,提出了基于可拓距的起重机产品配置方法。建立了基于可拓距的相似度计算模型与权重值动态驱动模型,并将其应用于实例检索。分析了该方法与基于欧式距和海明距相似度计算方法的比较结果,验证了该方法的可行性与可靠性。     

基于可拓理论的数据挖掘在水轮机方案设计中的应用

针对大型水轮机方案设计复杂性的特点,建立了面向知识重用的有约束的基元可拓集,并基于基元的可拓性和可拓变换.探讨了基于可拓集合方法的数据挖掘技术实现;提出了一种改进的FP-growth关联规则算法对有约束的基元可拓集进行关联规则挖掘,并利用基元的相关性和蕴含性对已获得的关联规则进行拓展,获得更多有价值的知识.最后.通过大型水轮机选型方案设计实例进行了说明.     

基于可拓分类挖掘的产品配置设计

基于实例推理的产品配置设计往往是在整个产品模型上,而非各个性能属性上,匹配出最相似产品并调整相应的方案解;同时,由于客户对产品内部结构、实现原理及使用环境等的不充分认识,性能需求仍存在不确定性和模糊性。鉴于此,基于可拓分类挖掘的产品配置设计方法被提出,其针对每一性能属性进行产品实例划分,当没有产品公共实例存在于各个性能的正域时,则需在结构配置与性能改进的共同约束下,选择适当实例并作相应的调整,并将静、动态分类知识共同存储于关系型数据库中。     

基于公理设计的产品平台设计方法

产品平台设计是实现大规模定制生产的关键技术,以产品平台为核心,通过添加、删除或修改个性化模块满足不同客户需求对产品的要求。应用公理设计的功能独立性分析框架,从客户需求出发同时进行功能－物理结构间的“之字形”映射变换,建立相对独立的功能等级结构树;通过分析完整设计矩阵明确功能之间的影响关系,将存在影响的功能结构组成模块并根据功能结构和客户需求的实现关系确定产品功能平台;在保证功能独立的前提下,以设计参数的物理集成和分离原则为依据,建立通用的产品平台物理结构。以合作企业的蝶阀产品为实例,建立其通用的产品平台,实现快速响应市场的设计开发。     

基于可拓实例推理的产品族配置设计方法

围绕产品族配置设计中实例检索过程的准确性问题,提出一种基于可拓距的实例检索方法.分析现有的相似度计算公式的不足,通过对距计算公式的改进,针对检索特征值不同的情况,将局部相似度分为点到点、点到区间和区间到区间3种类型,提出不同的区间值相似度计算方法,建立满足客户定制设计要求的点与区间的相似度模型.给出相似度标准差的动态赋权方法,并与客户的需求偏好进行权重组合进而计算总体相似度.将可拓距相似度计算方法应用于油锯实例配置设计,并在基于VC++6.0/Solidworks的可拓实例检索与配置系统中进行验证,表明该方法具有处理实例检索中确定及其不确定性信息的能力,验证了该方法的可行性与有效性.     

基于事物特性表的产品配置模型

在通用BOM的基础上引入事物特性表,将类和特性的思想相结合建立产品配置模型。模型中的零部件被抽象为构件类,构件类中封装一个事物特性表对象属性,事物特性表中定义了构件类的各种特性。零部件之间的相互关系转化为构件类的事物特性表的特性之间的约束、关联关系及参数传递。该产品配置模型能使产品设计方法与软件实现有机结合,便于产品配置软件系统和开发应用。     

基于公理设计的通用设计过程模型

针对公理设计和通用设计理论存在约束严格、设计评价不合理等问题,提出将公理设计的独立公理和信息公理与通用设计理论QUINT设计模型相结合,并针对扩展后的通用设计过程模型提出融合耦合度、信息量、技术性指标、经济性指标和社会性指标的设计方案多指标综合评价方法.基于所提出的设计过程模型和评价方法进行机械式邮资机表头结构设计,得到综合最优设计方案并应用于生产实际,达到预期设计目标,证明基于公理设计的通用设计过程模型的有效性.     

基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,结合可拓数据挖掘方法提出了基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究。首先通过对客户个性化需求的定量与定性化分析,建立客户需求分析模型;其次对配置模型的参数知识进行可拓知识挖掘,并对产品布局结构的变换阈值知识进行相互匹配与矛盾问题消解,建立变换消解模型及满足客户需求的可变换阈值解空间;然后在此基础上,对产品配置过程中的知识组合矛盾问题,进行基于可拓数据挖掘的传导变换,求解出满足客户需求的配置解空间;最后基于Visual C++6.0、Solidworks等平台开发软件建立了产品的快速配置系统,通过实例测试,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型

公理化设计和TRIZ是2种重要的设计方法。首先对公理化设计和TRIZ进行了阐述,然后在分析二者的优缺点和互补性的基础上,建立了公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型,最后用实例详细说明了利用集成模型进行产品创新设计的过程。     

基于复杂网络与公理设计的产品平台设计方法

在深入分析产品平台定义及特点的基础上,结合复杂网络理论和公理设计中的信息公理,提出一种基于结构的产品平台设计方法。通过计算产品族零部件网络的节点总介数与平均介数确定节点在产品族和产品实例中的重要性,同时结合产品功能分析的结果提炼出平台关键节点。通过计算其他节点与关键节点的关联度,确定平台内的其他重要节点,并采用信息公理评价备选平台的性能,实现循环的设计过程。复杂网络与公理设计的结合使平台设计过程与结果更直观、更科学。以轮式装载机的产品平台设计为例证明了该方法良好的系统性与可操作性。     

基于公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型

公理化设计和TRIZ是2种重要的设计方法.首先对公理化设计和TRIZ进行了阐述,然后在分析二者的优缺点和互补性的基础上,建立了公理化设计与TRIZ集成的产品创新设计模型,最后用实例详细说明了利用集成模型进行产品创新设计的过程.