基于信息公理的产品平台可适应性评价方法

基于产品平台的产品族规划是实现大规模定制规模经济和范围经济性的有效途径,是产品创新和快速满足用户多样化需求的有效方法。具有可适应性的产品平台,可为产品族的变型、演化与升级提供支撑。分析了可适应产品平台的规划策略、结构组成和内部关系,要求产品平台应具有适应客户需求变化的能力。从平台的重用性、定制性、接口柔性和升级能力四个方面考虑,以公理设计理论中的信息量作为测度衡量平台适应客户需求更改的能力,提出了平台设计可适应性的计算方法。最后以轨道式集装箱门式起重机平台的可适应性评价为例,验证了该方法的可行性和实用性。     

面向可适应性的参数化产品平台设计

为定量评估产品平台设计的资源节约效果,基于相似度分析和聚类分析,提出了一种面向可适应性的参数化产品平台构建方法.该方法在面向多种设计需求的基础上,通过变量化分析技术,建立了产品结构的优化元模型.首先通过设计变量的灵敏度分析,确定候选的可共享的平台公共变量集;然后通过相似度计算与聚类分析重新确定公共变量在各产品中的具体数值,并进行分组,构建了产品族的多组共享参数平台.以基于产品平台的各个变型产品的可适应度阈值为约束条件,通过可适应度计算对各变型产品进行评价.最后,通过旋压切割机的设计,对该方法进行了验证.     

面向可适应性的稳健性产品平台规划方法

为更好地快速响应市场的多样化需求,引入面向可适应性的产品平台结构概念。根据稳健设计与可适应设计在提升产品适应外部环境变化的能力、考虑设计变更及以低成本获得高质量产品方面的一致性,提出了面向可适应性的稳健性产品平台规划方法,在产品平台规划初期就开始考虑产品的稳健性,并使设计具有可适应性,以避免后期出现大的返工。以公理设计理论为指导,通过“Zigzagging”映射,依照功能需求分析及三种类型的划分,合理提炼特征设计参数,建立产品平台的功能要求和设计参数矩阵。将灰色系统理论应用到产品平台的稳健设计中,结合试验设计与关联度方差分析,合理识别平台参数和变型参数。然后分两阶段进行稳健优化,确定产品族基体产品和每个变型产品的设计参数的最佳设计方案。通过卷筒组产品族的规划实例,说明了该方法的可行性和实用性。     

面向可适应性的模块化产品族层次关联优化设计

考虑到产品族设计中产品平台的可适应性,将产品模块分为公共模块、可适应性模块和定制模块。针对平台模块与个性化模块间的层次关联特性,建立了产品族层次关联优化模型,上层模型以产品族的设计成本为目标,用于对平台模块的优选;下层模型在上层平台模块的制约下以各个变型产品的设计成本为目标,用于对各个变型产品个性化模块的优选。利用基于遗传算法的混合算法对模型进行求解。最后以卷扬机产品族实例验证了该模型和算法的可行性,同时,制造商可以在较低成本的前提下快速响应不同客户对产品性能的要求。     

面向产品族设计的公共产品平台评价与决策

为合理、有效而全面地评价公共产品平台,提出了一种综合评价方法,建立了平台综合评价体系结构和基于层次分析法-加权灰色关联度方法的平台综合评价决策模型。将定性分析与定量分析相结合,使评价过程更具客观性,同时兼顾了指标间的关联性,并综合单项指标与多项指标两个方面对平台各阶段进行评价,以做出正确的平台决策。最后,通过冰箱平台的例子说明了该方法的有效性和可操作性。     

面向设计众包的产品概念方案评价与选择

针对设计众包模式下产品概念方案评价所面临的方案数量繁多、评价指标体系合理性差、指标权重可解释性不强以及确定性和不确定性信息难以融合等问题，提出一种面向设计众包的产品概念方案评价方法，并给出基于特征识别和专家判断的方案初步筛选、基于$APPEALS模型的评价指标选取、基于DEMATEL法的指标权重初始确定、基于KANO模型的指标权重调整和基于证据推理的评价信息综合集成等关键流程和实现步骤。与其他方法相比，所提方法更好地考虑了产品成功的关键因素、评价指标间的相互影响、用户在方案选择中的话语权以及确定性与不确定性信息的融合集成。最后结合Design Boom众包平台上的众包案例对所构建评价模型进行分析，验证了该模型的可靠性和有效性。     

基于相似性、重用性和定制柔性的产品设计适应性评价方法

针对大型复杂产品的适应性设计,基于时间成本的考虑,将通过设计的更改完成新产品设计所需的时间与重新设计新产品所需的时间的比值作为衡量设计适应性能力的指标。以产品设计的适应性任务为实例检索对象,从相似性、重用性和定制柔性3个方面来度量适应性,提出了设计适应性的计算方法。最后将提出的适应性评价方法用于轨道式集装箱门式起重机的设计中,验证了该方法的可行性和实用性。     

复杂产品多粒度再制造性综合评价方法

为提高复杂产品再制造性评价的全面性,根据复杂产品层次性的特点和再制造过程,构建了产品多粒度再制造性评价模型,该模型描述了从产品层到零件层的评价指标和量化方法。给出了粗粒度指标的量化公式,用于产品和组件层的可再制造性评价;针对细粒度指标难以量化的特点,提出了基于层次分析法(AHP)的细粒度评价方法,用于零件层的可再制造性评价。为提高评价效率,提出了逐层递归再制造性综合评价方法。最后,验证了所提方法的可行性与有效性。     

一种新的基于BOM的产品配置方法

为了得到一种更有效的产品配置设计方法,使其更好地与产品数据系统集成。本文分析了产品配置与物料清单(BOM)之间的关系,引入了抽象物料项的概念,提出了一种新的产品可配置物料项模型,设计了基于可配置物料项、用BOM形式描述的产品族基本结构。针对可配置物料项模型和基本结构,设计了一种基于知识的产品配置求解过程。应用实例证明该方法实现了配置模型的合理描述,配置过程的快速求解以及系统的无缝集成。     

应用非平衡统计力学方法的产品性能评价

为了从系统演化的角度来研究产品性能评价问题,在建模的过程中引入非平衡统计力学方法,该方法已成功应用于环境领域中复杂生态系统的分析.以反映产品性能的各个指标所构成的系统为研究对象,基于非平衡统计力学方法建立系统随机演化方程,通过给各指标赋予合理的权值使系统趋于稳定,从而实现对产品性能的评价.新模型揭示出性能等级的形成模式和演化动力学规律,进而使用该模型结合自组织特征映射网络的算法提出具体的评价方法,并以实例证明该方法的有效性.应用此方法进行产品性能评价,不受人为加权等因素的影响,具有广泛的适应性.该评价模型还提供对指标体系结构以及指标间关系的分析途径,可进一步应用于产品性能优化的研究.     

基于产品平台的机械产品模块化设计方法

对传统的基于产品平台的设计方法进行了简要的分析,在其基础上提出了基于产品平台的机械产品模块化设计方法,建立了基于产品平台模块化设计方法的总体设计流程。根据物元模型的理论思想,建立了产品平台和模块的特征模型,并对特征模型的特征值进行归一化处理。利用可拓工程的特征识别方法,在现有存在平台中寻找最优平台。通过对比目标模块与现有模块之间相似度的差异及模块之间的匹配约束条件,在模块实例库中提取模块并进行修改至符合客户需求。最后,通过对加油车进行基于平台的模块化设计过程为例,验证了该设计方法的有效性和实用性。     

云制造服务的层次化可配置可信评价模型

为了解决云制造服务的信任评价问题,为云制造服务使用者提供服务选择的准则,并为平台运营者提供服务管理的方法,提出一种层次化可配置的可信评价模型。该模型将可信评价对象分为服务实例、服务产品和服务主体三个层次,结合不同类型云制造服务的特点,自底向上归约式地建立了包括通用评价指标和特有评价指标的可信评价指标术语库。依据所提方法,云制造服务平台运营者能够根据不同评价对象的层次、业务活动类型、资源类型等信息进行模型的配置。     

产品造型感性评价中的粒子群优化共识达成机制

为提高产品造型设计方案的适应性与评价结果的可靠性,针对传统感性评价方法未考虑评价人员共识的问题,建立了评价群体共识度模型,借助层次分析法计算评价指标权重,引入粒子群优化算法对评价矩阵进行优化,提出了基于产品造型感性评价共识度达成流程。以摄像头造型的感性评价为例验证了该方法有助于提升评价群体的共识度。     

基于可调节变量的内圆磨床产品族设计

为了解决产品族设计中模块化设计方法存在的缺点 ,以基于可调节变量的产品族设计方法为基础 ,结合内圆磨床的特点 ,提出了基于可调节变量的内圆磨床产品族设计方法 ,给出了产品族设计流程 ,建立了内圆磨床产品族模型。该方法实现的关键是产品公共平台和可调因子的确定。设计过程中首先进行市场网格划分 ,并将市场细分网格和全部设计需求利用质量功能配置映射为设计变量 ;然后将组成产品族的产品设计变量利用相容决策支持问题划分为公共平台和可调因子 ,通过可调因子值的改变实现产品族设计 ;最后 ,应用该方法建立了M 2 110内圆磨床产品族模型 ,包括功能模型与结构模型 ,实现了面向大规模定制的内圆磨床产品族设计 ,为实现基于网络的产品族定制设计奠定了基础     

产品形态设计评价体系与评价方法

产品形态设计受设计美学、结构设计、感性工学、经济与环境等众多因素的约束。对产品形态设计方案的评价涉及感性与理性两方面的因素。科学合理的评价体系和评价方法需要反映产品形态属性,而且还需要反映用户对产品形态的认可度。通过对产品形态设计特征、形态设计评价模型研究的分析,设计了涵盖产品属性特征的产品形态设计评价体系,详细讨论了评价指标体系、指标权重体系的建立方法,运用模糊评价与意向尺度评价相结合的方法构建了产品形态评价模型。以手机形态设计评价为例,结合评价结果对产品形态设计评价指标体系和评价模型进行了讨论。结果表明,该指标体系和评价模型能较为准确地反映用户评价结果。     

面向多学科优化的柴油机本体建模与应用

为解决柴油机产品多学科设计优化过程中的信息模型语义简单、信息无法继承与共享等问题,提出了面向多学科优化过程的柴油机本体模型建模方法。设计了柴油机本体和多学科设计优化本体的顶层结构模型,对建模对象的语义关系进行了分析,针对该模型的多域大结构特点,提出基于Tableau的一致性检查算法。为实现从企业产品数据库到所提模型之间的映射,提出基于语义对准的数据库与该模型的交互技术,实现了基于本体技术的产品数据库中信息集成与语义化操作。设计了柴油机产品多学科设计优化平台的体系结构,开发了原型系统平台,并在该平台上完成了语义检索和语义驱动的多学科优化应用实例,验证了所提技术与方法的有效性和可行性。     

融合模糊德尔菲法与结构方程模型的水冷机箱用户体验满意度研究

为提高产品设计的满意度,衡量产品评价因素对设计的重要性,准确获取用户需求,提升用户体验,提出模糊德尔菲法(Fuzzy Delphi Method, FDM)与结构方程模型(Structural Equation Model, SEM)相结合的评价方法;基于FDM筛选计算机水冷机箱评价指标因素,建立层级评价指标模型,并基于SEM提出假设,创建水冷机箱的用户满意度评价模型,得出标准化回归系数,分析各潜变量对用户满意度的影响,提出设计方案的改进意见。研究表明：该方法可减少设计评价中指标量化的主观性,帮助设计人员确定指标因素的优先级,明确设计重点,提升用户满意度,为产品设计方案的评选提供参考。     

基于P&B与TRIZ的产品适应性设计研究及其应用

提出了一种基于P&B与TRIZ的产品适应性设计模型,采用P&B系统化设计方法结合TRIZ分析工具解决冲突的方法和原理,对需改进的问题寻找解决思路,通过较完整的流程,最终完成设备的适应性设计。并将该模型应用于垂直式垃圾中转站的适应性设计中,工程实践证明其效果良好。     

桁架式可展开抓取机构展开动力学建模及其自适应鲁棒控制

针对一种新型桁架式可展开抓捕机构的展开运动,提出该机构的动力学建模方法并设计考虑过约束等非线性因素的控制策略以提高其运动性能。对该桁架式可展开抓取机构进行简要描述,利用拉格朗日力学并通过递归的方法建立该机构展开运动的动力学模型。利用动力学模型的已知信息,设计扩张状态观测器以估计机构中的过约束等非线性因素引起的动力学项。使用扩张状态观测器作为补偿项,提出改进型的自适应鲁棒控制器,其中,通过设计非连续映射自适应控制律来估计机构的惯性参数,通过设计自适应滑模控制律来克服传统自适应鲁棒控制器中的问题。搭建可展开抓取机构的试验平台,通过与现有的不同控制器的比较试验来验证提出的控制器的有效性。     

整合DFMA的产品造型多元质量评价方法

新产品开发与设计中,不应将美学因素作为概念设计方案造型评价的唯一标准。引入产品造型多元质量的概念,从可制造性与可装配性、美学、人机工程三方面构建产品造型多元质量评价模型。运用层次分析法(AHP)与模糊综合评价相结合的方法对产品造型方案的3个主因素指标以及各子因素指标进行定量测量,计算出各指标相对评语集的隶属向量和综合评价值,从而对造型方案进行等级归类和排序。最后以卧式点钞机的开发设计为例,运用提出的多元造型质量评价方法对四款概念设计方案进行评价,证明了该方法的合理性和可行性。