多学科设计优化对象建模理论与技术

在全面分析多学科设计优化对象建模需求的基础上,提出以产品的关联信息为基础,分析不同关系下产品行为视图,构建关联模型、基本模型、性能模型、功能模型、简化模型、分析模型和优化模型,建立了基于关系的多视图产品全模型（WPMPBMV）,并给出了模型的形式化表达和相应的建模算法。最后结合某机翼的气动和结构多学科设计优化问题,建立相应全模型。     

基于多视图模型的产品多学科协同设计研究

提出一种基于多视图模型的有效支持分布式多学科协同设计的框架结构。引入共享组件及学科Agent的概念，学科Agent通过对组件的继承与组合来构建产品的多视图模型。介绍了在不同学科模型的组件间通过功能、行为和结构等建立多层次的动态约束关系的方法，由此实现产品的多学科模型间的关联及一致性的维护。分析讨论了多个学科Agent间协商的知识级语义模型和交流机制，使设计者之间实现语义信息的交流和协商。     

基于多学科设计优化技术的导弹方案设计

多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性.为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化.建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法.根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想.最后,在Visual C++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统.     

复杂产品设计与多学科设计优化综述

开展复杂产品(系统)设计理论和方法研究有助于提高复杂产品的设计水平,也是当前产品设计研究领域中的热点和难点.多学科设计优化(MDO)作为解决复杂产品(系统)设计难题的一种最新、最有效的理论和方法,受到越来越广泛的关注.在分析产品设计活动的基础上,论述了复杂产品(系统)的概念,分析了复杂产品及其设计的复杂性.系统研究了多学科设计优化的提出、定义、主要思想、国内外研究与应用现状、主要研究内容和关键技术等问题,讨论了国内广泛并深入开展多学科优化设计研究和应用的必要性和紧迫性.     

高超声速飞行器多学科优化建模方法

为建立高超声速飞行器多学科设计优化软件系统,研究了一种面向多学科设计优化的建模方法.通过分析系统分解带来的学科设计冲突,建立了两种多学科连续性条件.据此连续性条件,结合现有飞行器设计流程,提出了一套建立多学科设计优化模型的方法,包括系统分析模型和系统优化模型.针对高超声速飞行器方案设计,研究了包含弹道/控制、气动、超燃冲压发动机、结构、热保护系统等五个学科的多学科设计优化问题.采用所研究的多学科设计优化建模方法,构造了系统级模型,并在框架软件中按照此模型集成各学科软件,建立了高超声速飞行器多学科设计优化软件系统.     

多学科设计优化中的需求建模研究

需求建模的过程就是对产品进行全过程、全系统和全性能建模的过程。具体地讲就是对产品全生命周期进行分解，按时间段建模；或者对产品进行层次分析，用专业理论进行建模；或者按产品在生产、装配和使用等过程中，体现出来的性能对产品进行描述。     

基于有序树的产品快速配置设计技术

为更好地支持产品个性化设计,提出了一种基于有序树的产品快速配置设计方法.阐述了模板要素、实例要素和产品配置模板的概念,建立了产品配置有序树模型,并形成了创建产品配置模板的一般步骡;分析了产品配置模型的求解过程,根据其特点建立了产品配置过程有序树模型,并基于此创建了产品配置过程重用方法和三种基本操作;以产品配置模板和产品配置过程模型为基础,分析并建立了产品快速配置设计的一般流程和具体步骤;开发了计算机辅助的基于有序树的产品快速配置设计系统.     

基于均匀设计的产品优化变型设计

针对定制产品变型设计中设计参数不完全的问题,提出了在客户提出尺寸变化范围基础上进行均匀设计的优化变型设计方法.在该方法中,首先建立产品主模型,对尺寸参数建立一个尺寸向量,定制产品中的未知尺寸可以通过均匀设计的方法取得.然后关联产品尺寸,驱动CAD变型设计系统,得到定制产品模型,并给出了均匀设计在变型设计中的步骤和过程....     

混凝土泵车的产品模块建模方法研究

针对泵车产品设计成本高和开发周期长的问题,采用模块化建模方法建立了泵车模块化产品开发平台。以泵车销轴为例,通过模块几何形状和结构参数分析,建立了销轴模块的主模型、主文档,生成了不同的销轴工程图实例。对泵车一级模块和二级模块的模块接口进行了类别划分。根据产品数据管理系统(PDM)和产品主结构,构建了订单产品模块化设计需要的模块分类树,划分出了泵车的基本模块、必选模块和可选模块,在此基础上进行了产品结构参数系列化设计和产品结构模块系列化设计。泵车模块建模方法在企业的实践结果表明:该方法减少和优化了约30%的零部件品种规格,缩短了近50%的产品研发时间,在降低生产成本的同时还提升了泵车产品的研发质量和品牌竞争力。     

多学科设计优化在飞机座舱透明件设计中的应用

结合传热、结构强度、稳定性、振动及冲击几个学科,进行了飞机座舱透明件的多学科设计优化.利用边框、脊线和弧框等型线表征座舱透明件,根据各段型线空间特征,采用保证一阶导连续的五次多项式表示座舱盖脊线,平面圆弧表示弧框和座舱盖尾部边框,非均匀有理B样条表征风挡边框,基于特征造型技术,建立座舱透明件参数化模型.根据所涉及各学科间的耦合关系,建立座舱透明件多学科设计优化模型,采用全局寻优的多岛遗传算法和局部寻优的序列二次规划算法组合进行优化设计,改善了座舱透明件的综合性能.     

产品族建模的关键技术

结合产品数字化快速设计系统研究、开发和应用经验，对产品数字化系统的重要环节产品族建模的关键技术——QFD技术、模块化设计技术、GT技术、设计知识的表达技术、用户化界面技术进行了总结、研究和探讨。     

机械产品协同设计系统的开发与应用

通过对智能体应用模型的研究，结合齿轮设计智能体的具体开发论述了智能体的构建方式。并从产品设计智能化和自动化的角度提出了基于智能体技术研制产品设计系统的思想，分析了智能体间协同和通讯的关键技术，以及业务流程分阶段控制的结构化建模方法，建立了电控阀门产品协同设计系统的应用实例，从而实现了新产品开发任务的分布式协同求解。     

面向大批量定制的产品族设计方法的现状与趋势

根据各研究侧重点不同,将目前产品族设计的研究热点归纳为产品体系结构、产品平台构成及表达、面向产品变异的设计、产品族体系结构、产品族建模五个方面。然后,对各研究热点的相关概念、方法和关键技术进行了综述分析,并指出了相关研究的局限性。最后,总结出产品族设计的研究趋势及基于产品平台的产品族设计新思路。     

计算机辅助机械产品概念设计技术探讨

提出一个支持机械产品“需求分析 概念设计 详细设计”全设计过程的计算机辅助集成设计工具的框架 ,介绍产品设计过程模型 ,面向全生命周期基于广义特征技术的产品信息建模方法、概念设计方法以及设计过程各阶段的集成技术。     

面向产品族的桥式起重机设计技术的研究与应用

为对桥式起重机进行高效、准确的自动化设计,提出了面向产品族的桥式起重机参数化设计方法.研究了面向产品族的模块化、参数化设计的理论方法和关键技术,利用计算机集成产品工程(CIPE)的思想及全息建模的方法建立桥架主模型,添加相应的程序代码,开发了其参数化设计系统.该技术已经在太原某有限公司得到了有效的应用.     

Research on integrating customization design for mechanical product

This paper proposes an integrating rapid customization design system which combines various technologies such as Web, knowledge based engineering (KBE), engineering database and Computer Aided Design (CAD) and has been used in elevator design. The whole system is set up on the base of engineering database technology, integrating Product Data Management (PDM), Enterprise Resource Planning (ERP) etc. It adopts Web technology to enable customers to individually customize products remotely through the internet. The system also adopts KBE to manage and reuse product design knowledge, while combining the technology of product family modeling and technologies of feature modeling and parametric design, based on the assembly of the CAD system of Unigraphics Solutions Inc., to create a product family case library that achieves intelligent, rapid design customization. __________ Translated from Journal of Machine Design & Research, 2006, 22(1): 6–8 [译自: 机械设计与研究]     

基于视觉-行为-情感的产品族设计基因

为进一步探索产品族设计中关于体现品牌特征和用户情感的问题,提出基于视觉-行为-情感的产品族设计基因研究方法.在分析品牌识别的硅性因素和隐性因素基础上,提出情感设计基因、行为设计基因和视觉设计基因的概念,构建了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因的层次模型,讨论了产品族设计基因的构造方法和循环模型,探讨了产品族设计基因、信息建模、品牌风格基冈的构建,以及产品族设计基囚与品牌风格基因的映射、评价与优化等研究方法与关键技术.以家用绣花机外形设计为例,构建了产品族设计基因,以及与晶牌风格感性意象的映射,开发了计算机辅助家用绣花机设计系统软件,包括设计DNA装配模块、设计评价模块和设计知识库模块.该系统可以实现家用绣花机造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因理沦体系.     

集成环境下创新产品进化设计技术研究

从创新性与重用性相结合的角度探索集成环境下创新产品设计概念和设计过程的发展规律,系统地提出了基于语义单元的创新产品进化设计理论和方法,深入地研究了产品运动进化设计、装配进化设计、结构进化设计和重用进化设计中的关键技术,并结合企业具体应用,将上述理论应用于实际产品开发中,取得了良好的效果。实例研究结果表明,该设计方法可使设计者更直观自然地在高层次的语义层上表达产品设计信息,实现了对计算机辅助创新设计的支持。     

基于多色集合理论的概念设计建模和推理技术研究

对产品信息建模和推理技术的形式化方法进行了研究。将机械产品中存在的约束关系分为3类4种，在功能方法树中以边的形式进行了表示，建立了包含约束信息的功能方法树模型，在此基础上，利用多色集合理论的元素、统一颜色、个人颜色等概念以及多色图，建立了产品概念设计形式化结构模型；从功能分解和约束条件两方面进行了数学形式的描述、推理，给出了实现产品概念设计形式化推理的计算机算法流程；以隔振系统的概念设计为例，应用和验证了以上理论和方法。研究表明，基于多色集合理论建立的机械产品概念设计模型易于形式化描述和推理，方便计算机编程。     

产品生命周期评价原型系统设计和开发

为了满足产品生命周期动态评价的需要,掌握以生命周期评价为中心的环境信息资源,开发了一套基于客户端／浏览器体系结构的产品生命周期评价原型系统。利用Java和SQL Server 2000技术,从软件设计和开发的角度提出了系统的总体设计目标和基本原则,阐述了系统的总体结构设计。该系统包括产品系统建模、数据处理模块、数据计算模块和影响评价等4个子模块,详细介绍了各子模块的设计和功能特点,以及数据库和用户控制界面的设计。应用实例表明,该系统能为产品系统评价提供必要的技术支持,是一个功能较完善、适用面较广的生命周期评价原型系统。