面向广义模块化设计的产品族规划方法研究

针对不同的产品结构特点提出了两种模块化产品族的开发模式，即基于传统模块的产品族开发和基于柔性模块的产品族开发，柔性模块是广义模块化设计的基本组成元素，提出并详细论述了广义模块化设计产品族体系的结构组成，提出了基于相似特征分析构建广义模块化产品族中柔性模块矩阵和产品矩阵的方法，以液压机产品为例论述了广义模块化产品族的具体规划方法。     

整体框架式液压机广义模块化产品族建模技术的研究

为了实现整体框架式液压机产品族的快速设计，根据广义模块化设计原理，阐述了虚拟柔性模块；提出了以虚拟柔性模块为基础构建整体框架式液压机广义模块化产品族的策略；在对整体框架式液压机进行产品族规划的基础上，具体阐述其产品族的建模过程，为该类产品的快速设计提供了理论和技术支持。     

整体框架式液压机广义模块化产品族建模技术的研究

将虚拟柔性模块引入广义模块化设计,通过模块的划分与规划,实现了结构复杂且不可再分的一类机械产品的广义模块化产品族设计,拓宽了广义模块化设计的适用范围;采用基于实例推理的方法,建立了整体框架式液压机的产品族和虚拟柔性模块族,为该类机械产品的快速设计提供了理论和技术支持.     

广义模块化设计原理及方法

针对传统模块化设计的局限性,将参数化设计和变量化分析技术引入模块化设计,提出广义模块化设计方法,从而拓展模块化设计的应用领域,使其既可适用于系列分级特性比较明显的产品及其产品族的开发,又可满足工况复杂、大载荷,需要进行结构强度、刚度设计,系列分级特性不明显的机械产品的开发设计.对广义模块化设计原理、广义产品平台、基于广义模块组合和基于广义产品平台的产品族规划方法进行系统阐述.最后以液压机广义模块化设计和产品族规划为例,详细说明广义模块化设计的基本原理和方法.     

基于广义模块化设计的产品重构技术研究

从广义模块化设计及其相关概念出发,讨论了广义模块化设计的适用范围,并从可重构产品族的规划、模型创建、模块扩展及其组合拼装等方面详细介绍了基于广义模块化设计的产品重构技术,并以组合框架式液压机产品族设计为例,详细说明了广义模块化的产品重构原理和方法.     

《机械工程学报》英文版2004年第17卷第4期目次、摘要预告

基于结构柔性模块的广义模块化设计研究 徐燕申 徐千理 陈永亮 侯亮 (天津大学机械工程学院 天津 300072) 通过对组合框架式液压机主机结构模块化设计的研究,提出广义模块化设计的理论:建立柔性模块信息模型、设计知识以及结构变量可以集成于参数化的模块模型中;进而根据设计目标和定制的机械特性,提出广义模块化的参数化设计与变量化分析的方法。开发了以柔性模块为中心的设计系统,该系统依赖于柔性模块创建和再生技术,实现了产品快速设计。     

气囊抛光工具的模块化设计及应用

针对主动式、磁控型和磁流变型气囊抛光工具的不同结构特点和使用功能的有效集成问题,基于模块化理论,将产品需求多变性和主体结构标准化有效结合起来,充分利用共用性和组合优化效应,完成了模块化气囊抛光工具的设计,并为产品族规划打下了基础;开展了模块化基础理论、功能模块划分、结构细化设计和产品族规划等方面的分析与研究,通过柔性工作模块、磁场发生器模块、气控容腔模块、动力模块、连接板模块和传感测控模块等,充分保证了新型气囊抛光技术自动、柔性、可控、多变的特点;在以模块化气囊抛光工具为核心的机器人辅助模具自由曲面抛光平台上,进行了相关的试验研究。研究结果表明:将模块化气囊抛光工具应用于模具钢抛光,能获得Ra0.006μm的高质量表面。     

基于模板模块的机械产品广义模块化设计模块编码系统

针对广义模块化设计的特点，分析了广义模块化设计中模块编码的目的、原则和编码对象，并总结了其模块化编码所需的相关信息，由此给出了广义模块编码的一般过程，最后以液压机模块化设计编码为实例进行了验证。     

通过动态QFD实现需求驱动的产品族设计方法研究

通过对动态的用户需求分析及动态QFD方法的应用，提出面向需求驱动的产品族设计方法。针对目前在产品族设计中缺乏对动态的用户需求分析及响应的情况，导出了多目标约束环境下的产品族设计方法，同时利用动态QFD方法实现了产品族的构成对用户需求的响应。通过相似性和差异性的考虑，实现模块化的产品族结构。本方法的应用有助于实现柔性产品族结构设计以响应动态变化的用户需求。     

计算机辅助粗纱机模块化设计及其软件实现技术

本文在利用广义模块化设计的一般方法对粗纱机进行产品族的规划与模块划分的基础上,重点研究了计算机辅助粗纱机模块化设计系统的整体功能建模,系统信息流程,软件模块设计与系统信息集成.并给出了该系统的软件实现框架与具体实现方法.     

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。     

广义模块化设计及报价系统通用平台的构建及其应用

针对广义模块化设计理论,提出满足多种产品模块化设计要求的通用平台的概念,利用模块化实施过程中的共性与个性分离的开发原理,构建出平台的体系结构.涉及到的关键技术主要包括:多软件子系统间的集成、产品及模块的编码、统一信息模型的建立.在此通用平台上,以液压机产品为例,将其进行广义模块化的产品族和模块规划,建立产品的信息模型,实现产品的参数化、变量化设计,并达成CAMD/CAE/CAP集成,从而实现液压机产品的快速设计及报价.     

复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代量计算

以汽车发动机开发为例,基于设计结构矩阵对发动机开发过程进行了建模与分析;对产品开发过程中的结构特征描述,复杂产品的实体单元之间的依赖关系的管理,系统结构的模块化聚类,以及识别和优化设计迭代等方面进行了研究;对发动机开发任务进行了模块化聚类,并运用基于定量参数的分析变换模型计算了在发动机设计过程中各个任务所引起的依赖性设计迭代总量。实际开发项目应用表明,复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代计算能有效降低发动机产品开发决策中的复杂性。     

基于模块模板的桥式起重机桥架的可重用设计

设计重用是将以往的设计成果与设计经验用于当前产品的设计中,从而实现产品的快速设计.起重机桥架设计需要大量借鉴以往产品的设计方案,结合起重机桥架的模块化特点对设计知识的合理重用是提高其设计效率的有效方法.提出了基于设计重用的模块模板的建模方法,将桥架整体结构划分为数个相对独立的模块,每个模块模板涵盖对应模块大部分甚至所有的设计信息,并具有高度的开放性.在此基础上,建立以模块模板库为核心的起重机桥架模块库,开发重机桥架模块以及整机设计系统,实现高效有序的设计重用.     

基于公理设计和模块关联矩阵的产品族设计耦合分析

针对产品族设计耦合问题,分析比较了其与单一产品设计耦合的异同之处,提出了一种基于公理设计和模块关联矩阵的耦合分析方法。以公理设计为指导,进行功能需求分析及类型划分;分析了产品族客户需求、功能要求、设计参数和模块之间的对应关联关系,考虑适应性设计参数的影响度并将其分为两类以确定产品族的共性和差异性;从策略层面减弱产品族设计的耦合性。从操作层面的角度,根据设计参数零部件间的综合关联关系,通过聚类重构生成几个相互之间具有较小依赖度的模块,分析设计参数间的变更传播关系,建立产品族模块关联矩阵;从模块内部的耦合和模块之间的耦合两方面探讨了关联特性。最后通过电力液压盘式制动器实例阐述了产品族设计耦合分析过程。     

RESEARCH ON THE GENERALIZED MODULAR DESIGN METHOD WITH FLEXIBLE MODULES OF PRODUCT STRUCTURES

A new generalized modular design (GMD) method is proposed based on design practice of frame structure of hydraulic press machines. By building a series of flexible modules (FMs), design knowledge and structure features are integrated into parametric models. Then, parametric design and variational analysis methods for GMD are presented according to user defined design objectives and customized product characteristics. A FM-centered GMD system is developed and successfully used in the rapid design of relevant products.     

面向产品结构设计的图形置换技术

在产品结构设计的概念设计阶段,具有一定工程意义的图形单元是工程师实现设计思想图形化的工程语言。本文以图形单元作为产品结构建模的基本单位,提出了进行产品结构模型编辑的图形置换技术,给出了实用、方便的单元操作方法,实现了基于功能设计图形结构的过程。