公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化机制研究

针对公理化设计与设计结构矩阵二者之间具有互补性的特点,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的设计思想,具体研究了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的内在机制,包括同步演化的步骤与相应的算法。重点在于提出了复合矩阵的新概念,以此作为公理化设计矩阵转化为相应设计结构矩阵的桥梁。同时,通过具体案例阐述了公理化设计矩阵与设计结构矩阵之间同步演化的过程。     

基于公理化设计理论的并行设计研究

介绍了公理化设计理论基础，提出了基于公理化设计理论的并行设计模型，分析了并行设计中约束类型和特点以及决策的必要性和方法，讨论了域之间的“之”字形映射方式以及设计矩阵的形式与设计类型之间的关系，为计算机支持并行设计提供了理论基础。     

基于设计结构矩阵变更的设计过程动态规划

在分析传统设计结构矩阵的基础上,将设计结构矩阵扩展为动态设计结构矩阵和静态设计结构矩阵,动态设计结构矩阵连接了设计过程,静态设计结构矩阵用于设计过程的规划,通过映射来实现两者的连接.设计活动改变时,变更动态设计结构矩阵并映射到静态设计结构矩阵,对静态设计结构矩阵进行重构得到设计活动优化的执行序列并实现其动态规划.以某天文望远镜的关键部件设计过程为例,说明了该方法的可行性和实用性.     

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。     

有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程规划方法

在比较现有产品设计过程建模方法的基础上,利用设计结构矩阵与多色集合的互补特性,提出了一种基于加权有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程模型,加权有向图分别将设计过程分析与重组,以及设计任务分配与调度所需的信息,传递给混合设计结构矩阵与多色集合,从而将整个规划过程相关信息集成在一个模型中加以综合运算,在全面支持产品设计过程规划的同时,提高了规划效率和准确性,且便于编程实现.最后,以某型飞机装配型架设计过程规划为例进行验证,结果表明,基于该模型的算法可达到实现快捷、结果合理的目的,满足了企业对产品快速并行开发的需求.     

基于功能—元件矩阵和设计结构矩阵的设计方案生成方法

针对概念设计阶段缺乏程式化的辅助计算工具,提出一种设计方案生成方法。分析了能量流在元功能间的传递过程,建立了功能模型。用功能基描述功能,定义了功能关联矩阵、功能—元件矩阵和设计结构矩阵。通过将功能—元件矩阵中行向量相乘得到元件—元件矩阵,并将其插入功能关联矩阵,得到设计方案矩阵。用设计结构矩阵与设计方案矩阵相＂与＂,过滤冗余设计方案,求得既满足功能要求又满足物理结构的设计方案。通过某载物平台传动机构实例,验证了该方法的有效性。     

基于矩阵的工程变更雪崩传播预测方法

为预防和控制高风险、高花费的工程变更雪崩传播,减小产品开发Hub节点间的相互影响,提出一种基于矩阵和产品开发Hub节点的雪崩传播预测方法。介绍了作为基础的设计结构矩阵、设计依赖矩阵模型和Hub节点的获取方法;根据设计结构矩阵的聚类结果,以Hub节点为核心构建了设计依赖矩阵;针对该矩阵提出了依赖分析算法,得到了预测雪崩传播的重要矩阵模型——联系依赖矩阵;以联系依赖矩阵为基础,以预测影响范围为媒介,计算传播过程中被影响的Hub节点数目,以此作为判断雪崩传播是否发生的依据,并提出了预防和控制雪崩传播的方法。以某型号摩托车发动机为例说明了所提方法的应用及其合理性。     

基于模糊设计结构矩阵的产品设计过程模块化分解

为了对产品设计过程进行有效规划和管理,提出一种基于模糊设计结构矩阵的设计过程模块化分解方法。在分析产品设计过程相似性特征的基础上,给出了设计过程的模块化规划原理和实施框架,提出了设计过程模块及其入出项的概念。采用权重有向图和模糊设计结构矩阵对设计过程中设计活动的信息依赖进行定量表示,利用传递闭包法得到模糊等价矩阵,进而将设计过程划分为设计结构矩阵,并确定出各个设计结构矩阵的入出项。最后,以某铝型材产品设计过程为例,说明了所提出的产品设计过程模块化分解方法的实际应用。     

基于设计结构矩阵的起重机设计过程建模研究

把设计结构矩阵和设计参数指标结合起来,扩展了设计结构矩阵表达的信息量,较全面地反映设计开发过程.用此扩展的设计矩阵分析了桥式起重机小车的设计开发过程,将其设计过程模块化;通过设计活动重组,降低了原有设计过程的耦合程度.     

基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究

为解决产品族设计中的模块化和核心平台的确定问题，本文针对产品族的产品相似性和零部件的可性等特点，从功能和结构两个层次进行界面关联并构建量化的设计结构矩阵，然后进行信息处理和部件的敏感性分析。通过部件之间关联信息量及其比例的分析，规划了产品族开发顺序，从任务聚合的角度实现部件聚合。综合考虑两种层次的界面关联分析，在实现产品族模块化的基础上确定了核心平台。最后，以咖啡机为例说明了上述方法。     

设计过程信息建模及重组集成框架研究

在综合分析现有并行设计建模研究的基础上，扩展了图论概念，提出了一种基于扩展有向图和设计结构矩阵进行信息建模和重组的新方法。基于上述方法，提出了从设计活动对应的扩展有向图直接到设计结构模型映射的集成框架系统，基于该框架开发了原型系统，并结合模具设计实例来验证访框架的有效性。     

面向协同设计的任务规划与解耦策略

为了合理规划协同设计任务,缩短产品开发周期,首先提出了符号设计结构矩阵的概念,并根据设计结构矩阵元素的类型,对设计结构矩阵进行了分类,在有向图建模方法的基础上,扩展了有向图的建模方法。其次,提出了将后序任务对前序任务的强依赖关系用一个弱依赖关系和一个反馈特征来代替的弱化策略,并结合扩展有向图的建模方法和符号设计结构矩阵,给出耦合任务集自动解耦算法。最后以冲压模具协同开发为例进行了验证。实践表明,该方法能有效地减少耦合任务集设计迭代,具有实际的推广价值。     

基于设计结构矩阵理论的产品开发过程建模及仿真优化

为更好地刻画产品开发过程和流程优化,提出了基于设计结构矩阵理论的产品开发仿真模型,并据此模型设计流程优化算法。模型采用蒙特卡罗仿真方法模拟产品开发过程,用以估算产品开发时间、费用,以及按要求完工的概率。该仿真模型考虑了任务执行时间的不确定性和任务之间的顺序约束关系,同时还考虑了项目执行过程中的返工迭代和学习效应。在考虑顺序约束关系的条件下,利用遗传算法优化任务执行顺序。算例分析表明,该优化算法可以使项目的成功率提高17％。     

设计过程信息建模及重组

在综合分析现有建模技术的基础上，将软件设计中的数据流图引入工程设计过程的信息建模，提出了一种基于数据流图和设计结构矩阵进行信息建模和重组的新方法，深入讨论了目前尚不很成熟地设计结构矩阵撕裂算法，给出了算法流程，并以注塑模具设计为例，具体说明信息建模和重组的实现过程。     

一种可视化设计结构矩阵的产品设计模块化识别方法

为识别和划分产品模块化设计中模块的优劣,提出了一种可视化设计结构矩阵方法.通过分析模块的基本特征,提出了模块强度的概念及计算准则.利用设计结构矩阵建模产品内组件间相互关系,运用遗传算法优化矩阵.计算矩阵中所有潜在模块的模块强度,应用不同透明度下的颜色填充技术实现模块识别的可视化,从而为不同需求下的产品模块的识别和划分提供基础.结合数控挽把机的模块识别实例,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于设计结构矩阵的工程变更传播研究

针对以往工程变更管理中预测变更传播影响研究的不足,具体分析了水波式传播、开花式传播与雪崩式传播三种变更传播类型的特点。基于设计结构矩阵和图论,提出了一种通过零件聚类和分级来预测变更传播影响的方法,并通过一个真空吸尘器变更设计的实例验证了该方法的可行性。     

基于知识域依赖的系统集成知识扩散路径优化

将产品设计结构矩阵引入信息系统集成知识扩散中，构建了知识域依赖矩阵模型，提出以依赖关系知识扩散路径替代全领域知识扩散路径的优化策略，并结合知识域的静态特征（共享程度）与动态特征（变动幅度）对依赖关系进行修正，以实现扩散路径的进一步取舍优化。