车身并行设计过程建模及优化研究

车身设计过程是一项复杂的系统工程,是多种知识的有效集成和耦合。文中针对并行设计的需求和车身设计的特点,提出了一种数字化车身设计流程图,应用有向图和模糊设计结构矩阵对该设计流程进行了信息建模和优化重组,重点探讨了模糊设计结构矩阵的优化重组算法。最后给出了体现并行设计思想的车身设计流程,为建立车身创新设计平台提供了有效的软件集成模式。     

考虑学习效应的并行耦合设计任务分配多目标优化

针对并行耦合产品设计任务分配策略的优劣会影响设计任务完成效果的问题,引入工作转移矩阵和任务分配矩阵以将设计任务分配给设计团队,并提出了学习效应矩阵用以考虑返工过程中设计团队产生的学习效应,从而建立了并行耦合设计任务分配多目标优化数学模型。利用遗传算法求解该模型,获得了最佳任务分配方案。以某汽车引擎罩部件的开发项目为例,验证了该模型的可行性和有效性。     

注塑产品与模具协同设计任务规划算法研究

协同设计支持多功能小组兆同参与一个产品的设计过程,在产品开发的初始阶段,合理的任务规划将有利于协同设计的顺利进行,从而提高设计效率与质量。对协同设计任务规划系统开发的关键技术进行研究,采用模糊设计结构矩阵描述设计子任务的耦合关系,提出了新的模糊排序算法指导设计过程的分解与重组;基于综合能力、兴趣和时间约束分配设计任务,并根据协同设计过程的并行度与耦合度测定,提出了新的协同设计任务调度的时间分配策略。最后以注塑产品及模具协同设计为对象进行了验证。     

无强制解耦的并行设计过程规划方法

为使并行设计过程规划结果更具有实际参考价值,提出了一种无强制解耦的并行设计过程规划方法。首先,通过研究信息流对任务执行的影响,提出了建立信息流矩阵对设计过程进行二次建模的思路;通过对信息流矩阵的分析重构,得出信息流的流动层次结构,从而利用任务与信息流的提供-接收关系反馈指导关键设计任务的执行。然后,从完成条件和完成意义的角度对设计任务进行了解剖分类,通过编码设计结构矩阵与信息流矩阵的同步映射实现了设计任务的适应性细分,并通过对各类子任务执行优先级的定义,完善了对并行设计过程的规划。最后,以汽车总布置设计规划为例对该套方法进行了验证,表明了该方法的有效性。     

产品层级演化开发过程的建模方法研究

为解决当前面向产品开发过程的设计结构矩阵(Design Structure Matrix, DSM)模型不支持层次性和构建困难等问题,提出了符合产品开发过程逐层演化特点的分层设计结构矩阵建模方法,给出了子DSM、局部DSM和全局DSM三类矩阵模型的定义和建立分层DSM模型的矩阵层级嵌套算法,最后以风力发电机组设计开发过程为对象,详细描述了分层DSM模型的建立过程,验证了分层DSM建模方法的可行性。     

雷达结构并行设计过程分解方法初探

雷达结构设计实施并行工程必然会增加设计过程的复杂程度和管理难度。对设计过程合理地分解可以减轻或消除各种设计影响因素之间的相互耦合。分解的关键是耦合任务集的识别。本文基于图论的有关理论和代数矩阵方法 ,提出一种雷达结构并行设计过程的分解方法。最后给出一个此法在雷达结构设计过程分解中的应用例。     

设计云服务平台下的网络团队成员优选决策

为了解决设计云服务平台下虚拟协同网络团队成员的优选决策问题,提出基于成员综合表现信息的成员优选方法。从设计云服务平台虚拟协同工作流程入手,分析了设计云服务平台下虚拟协同网络团队的特点以及成员选择的原则问题。综合考虑候选成员的个人能力信息与协同合作能力信息,构建了基于成员综合表现信息的优选指标体系以及多目标优化模型,采用第二代加强Pareto进化算法进行求解,得到了该选择问题的Pareto最优解。以设计云服务平台上的设计任务手持电钻的设计开发为例,验证了该决策方法和算法的可行性、有效性与实际可操作性。     

面向自顶向下协同装配设计任务时间窗算法

针对自顶向下协同装配设计过程具有高并行性和任务之间的依赖关联等特点,提出了自顶向下协同装配设计的任务时间窗算法.针对任务分组后,组内、组外任务之间存在的依赖关联约束,通过串行活动并行化和耦合活动串行化来确定任务的时间窗约束,消除了时间窗约束求解过程中产生的冲突,减少了设计过程等待时间.在此基础上,构建了基于设计结构矩阵的设计过程随机规划算法,确定了任务的时间窗.     

双圆弧齿轮传动的模糊可靠性优化设计

利用模糊可靠性优化设计方法,综合考虑双圆弧齿轮传动中各设计参数及约束条件、影响因素的随机性和模糊性,建立了基于模糊分析的以体积最小为目标的优化数学模型,并给出实际算例和结果分析.其结果表明了模糊可靠性设计的可行性和实用性.     

工程迭代设计中产品族开发过程的研究与建模

为了在工程迭代设计中减少新产品开发的提前期,提出了一种基于设计结构矩阵的产品族开发过程模型.在该模型中,基于设计参数间的依赖关系建立设计结构矩阵,并运用路径搜索算法将其整理为包含耦合子矩阵的解耦矩阵.对于其中的耦合子矩阵,运用基于马尔可夫链的串行迭代模型计算设计总时间,并运用基因算法优化排序.运用迭代设计的并行模型识别出对耦合关系贡献大的设计模态和设计参数,根据设计模态模块化设计参数,而对耦合关系贡献小的设计参数进行标准化.最后,将设计参数层的标准化和模块化映射到零件层,建立相应的产品族结构,以汽车离合器的设计为例阐述了该过程模型的有效性和应用前景.     

考虑团队交互学习效应的单工作组可中断任务调度模型

工作组完成工作任务时团队成员间存在交互学习效应,考虑工作组规模、人员结构等因素可以更好地配置资源实现优化调度.基于标准加工时间和单人学习效应定义了团队交互学习效应,给出了基于团队交互学习效应和人员加工可中断约束的工时表征公式,构建了以最大完工时间最小为目标的单工作组可中断任务调度模型,设计了基于精英保留遗传算法(e-G...     

面向并行设计的设计质量评估过程模型

设计质量评估是企业实施并行设计的关键技术之一。面向并行设计的设计质量评估体现了设计过程的并行性，信息、人员、过程的集成性，评估人员的分布性，以有评估过程的渐进性。本文在对面向并行设计的设计质量评估过程进行分析的基础上，提出了面向并行设计的质量评估过程模型。对评估过程的各关键环节及其实施进行了研究。     

并行设计任务调度的遗传算法研究

在满足时序、资源许可的前提下优化调度产品并行设计过程,缩短产品上市时间已成为当前研究的一个重点.针对并行设计特点建立了设计任务调度的目标函数,提出了一种遗传算法.该算法用矩阵式染色体表示设计任务与设计单元之间的调度关系,采用突变机制来解决进化过程停滞问题,提高算法的搜索能力,找出全局最优解.算例应用结果验证了算法的有效性、科学性和实用性.     

Concurrent design process analysis and optimization for aluminum profile extrusion product development

Owing to intricate interdependency and information feedback among tasks, the concurrent design process probably cannot converge to the correct solution when there are wrong integration and improper interaction between activities. Therefore research on concurrent design process optimization is necessary. In the paper, a novel methodology is proposed to analyze and optimize the concurrent engineering process scientifically. Based on design structure matrix and graph theory, coupled task recognition and design task level plotting are performed for the concurrent design process of aluminum profile extrusion product development. Three factors are used to describe the coupling property of activity, namely sensitivity, complexity and affection factors, which provide the basis to analyze development process quantitatively. And an optimism algorithm is presented to define the initial iteration order of coupled task set. Finally a rational and efficient concurrent design process model is constructed, which can make aluminum profile product development faster, with lower costs and higher quality. The methodology proposed is also applicable to other concurrent engineering fields.     

注塑产品并行开发工作流程规划方法研究

基于图论和设计结构矩阵,提出了一种注塑产品并行工作流规划方法.围绕并行活动的定耦与解耦问题,将整个流程规划分为活动识别和活动规划两大阶段.在活动识别阶段,通过邻接矩阵、可达矩阵和强连通矩阵,对耦合活动进行识别.在活动规划阶段,首先借助缩减矩阵、层次递阶关系矩阵,通过建立相邻层次活动间的偏序关系,对开发活动进行了总体规划.在此基础上,借助模糊设计结构矩阵,通过比较耦合活动间关联强度的大小,对开发活动进行了局部规划,实现了并行开发流程的优化与重组.整套方法的优点是能够灵活处理不同粒度任务间的相互关系,实现从设计结构矩阵到工作流程图的自动映射,提高了工作流程规划的效率.     

一种机电产品并行设计中协同方法的研究

机电产品的设计需要多学科设计人员共同参与、协同设计。按学科分解设计任务宜采用并行的模式完成。学科间的协同本质是设计变量取值的协调 ,以空间集方式表示设计解可以使各学科间的协同变得方便。基于这一思想 ,本文分析了一个简单机电产品设计过程中的耦合关系 ,描述了如何把基于解空间的协同方法应用于设计过程     

A CAD MODEL FOR FUZZY CONCURRENT TOLERANCE

0INTRODUCTIONWiththedevelopmentofCAD/CAPP/CAM,toleranceisbecondngamoreandmoreimportantparameterforinteglatingthem[]].SOme...arch..[2]havebeencarriedoutconcurrenttole~cedesign,butstillremainssomeproblems.First,discretetolermceoptindzationisn'trealizedinthedesign.Second,afewOflimitationsforthemanufacturingprocessareassumed,suchasnormaldistribution.Finally,itmaynotbereasonabletoadopttheconventionaloptindzationmodelforconcurrenttolerancedesignbecausethedivisionofp~essisn'toftenexplicit.S…     

产品协同设计中的任务排序研究

针对产品协同设计中任务排序的复杂性及动态性,提出了基于最小化完工时间的在线排序方法。在该方法中,通过分析设计者在协同设计过程中的行为状态,确定了任务剩余处理时间和任务的权。在此基础上,研究了在线排序的三种决策时间点上的优化排序以及有约束关系的任务排序问题,得出了协同设计任务排序规则。最后通过算例验证了该排序方法的有效性。