面向大规模定制的产品模块化设计方法

对零件进行了功能和物理特性分析 ,得到了零件之间的交互值并形成了关系矩阵 ,采用层次分析法对影响模块形成的因素进行了权重分配 ;基于模糊树图方法对产品模块进行了合理、有效的划分 ,并应用基于多专家的综合评判法对取不同阈值的模块划分结果进行方案评价 ;结合典型实例说明了该文提出的设计方法可以解决面向大规模定制的产品模块化形成问题。与其他优化算法相比 ,基于模糊树图理论的模块形成方法可以对产品进行有效、合理的模块划分 ,具有良好的适应性和通用性 ;基于多专家的模糊综合评判方法可以对模块的划分方案进行科学的决策 ,得到的最优设计方案符合机械产品的设计规律     

基于遗传模拟退火算法的减速器模块化设计的模块方法

模块划分是模块化设计的基础及关键性步骤,通过对产品功能相关性、几何相关性和物理相关性的分析形成零件间模糊相似矩阵,然后以模块高内聚、低耦合作为划分的依据,采用遗传模拟退火算法(SAGA)对产品进行模块划分,为模块划分提供一种高效、合理的方式,结合典型减速器实例验证算法的可行性及实用性。     

规则驱动的作业中心划分方法

作业成本法由于具有成本计算精确且方便成本管理等优点,常被应用于复杂机械产品的生命周期成本分析。作业成本法实施的重要步骤之一为确定作业中心,然而现有的研究并没有提出一种明确且合理的作业中心划分方法,针对该问题,提出了一种由规则驱动的作业中心划分方法。该方法基于作业中心划分规则定义了作业间的模糊关系矩阵,再结合分配给各规则的权重,将模糊关系矩阵构建为作业综合模糊相似矩阵;运用模糊聚类方法对综合相似矩阵进行聚类,获得作业中心划分方案集合。而后,基于成本计算准确度及成本计算复杂度构建综合评价函数以选取最优划分结果。最后,以某型高速列车预防性维修作业中心的划分为例,证明了该方法可实现作业中心的合理划分。     

面向产品配置的模块形成及划分方法

产品配置要考虑客户需求、模块组合复杂度、设计复杂度和成本,合理模块划分是产品配置基础。通过分析客户需求和零部件各相关性因素,建立零部件模糊相似性矩阵,并构建零部件模糊聚类树,描述模块的形成过程。提出采用复合λ对模糊聚类树截距,以组合复杂度、设计复杂度和成本为优化目标进行模块划分。利用遗传算法进行模块划分的优化,得到各λ值,进而得到模块划分的优化结果。此方法不仅考虑零部件之间相关的紧密程度,而且考虑模块划分的目的,以某天文圆顶为例说明了该方法的可行性和适用性。     

基于层次分析法的清障救援车模块划分技术研究

针对清障救援车辆,提出了一种基于模块化理论的模块划分方法,充分考虑了清障救援车辆产品从设计、装配到使用过程中的阶段特性,从功能、结构、材料、使用寿命、接口关系及回收利用等方面制订了该类型车辆产品的模块划分准则,并基于层次分析法构建了清障救援车零部件综合相关性矩阵。结合模糊聚类分析方法,进行产品零部件模块聚类划分,并基于模块内聚合度与模块间耦合度关系评价,选取最优阈值,优化模块划分方案。最后以某重型清障救援车产品为例,验证了该划分方法的合理性。     

基于功能技术矩阵和模糊评价的产品模块化设计方法

目的:为解决多因素制约下的产品模块化设计问题,提高产品设计的系统性和效率性,提出一种基于功能技术矩阵和模糊综合评价的产品模块化设计方法.方法:建立在系统论和功能论的基础上,通过对产品系统进行功能划分,采用功能技术矩阵算法对建立的多准则模块划分模型求解,并运用多层次的模糊综合评价法寻找系统最优解,从而得到一套完整的产品模块化设计方法.结论:将功能技术矩阵和多层次的模糊综合评价应用于厕所节水器的设计案例中,可以增加用户需求分析准确性,扩大设计方案评价层次性,提高产品模块化设计的高效性和系统性.     

基于再制造的电取暖炉模块化设计

为更好地满足电取暖炉的用户需求及快速响应多变的市场需求,将基于再制造的模块化设计方法运用到电取暖炉的设计开发中。在设计过程中,对用户和市场进行了需求分析,结合产品生命周期各阶段的特性,构建了产品零部件模糊相似矩阵,基于模糊聚类方法,对其进行零部件模块划分,选取最优阈值,对电取暖炉进行模块优化,缩短了产品的设计周期,降低了企业成本,达到延长电取暖炉使用周期、易于拆卸及提高回收再利用价值等需求。     

面向广义工程更改的产品模块划分方法研究

提出了产品配置设计中广义工程更改的概念，对广义工程更改需求进行了分析，由此映射出模块划分影响因素。采用二次聚合方法对产品进行了模块划分，根据零件之间的连接关系，划分出产品的子功能机构，然后根据广义工程更改需求，建立了机构之间的关联矩阵，采用截取矩阵对机构进行了模块聚合，通过判别矩阵对划分的模块进行验证与优化。最后用平头锁眼机的模块划分说明了该方法的有效性。     

基于双层配置体系的产品配置算法研究

在大规模定制生产模式下,产品配置遇到了复杂模糊配置数据的处理问题,为此,提出了基于实例重用的产品配置模糊求解技术,设计了基于多目标遗传算法的产品配置优化算法.将产品配置过程划分为部件配置与零件配置两部分,利用典型条件概率解决产品配置领域的部件模糊配置问题,设计了基于非支配排序遗传算法-Ⅱ,求解以成本、时间和库存为优化目标的零件配置,并结合两者建立完整的产品配置求解算法体系.该算法有效地解决了复杂产品配置中模糊数据处理及配置组合爆炸的问题.     

包含构件成组约束的多目标产品架构模块划分

针对传统的基于设计结构矩阵和设计产品矩阵/模块指示矩阵的产品模块划分方法中优化解往往不符合特定构件局部成组的实际要求、粒度过大等问题,提出一种包含局部成组约束条件的多目标优化方法。设计人员根据设计结构矩阵和设计产品矩阵/模块指示矩阵的单独聚类结果以及先验知识确定所期望的特定构件局部成组方案。建立以设计结构矩阵的模块度、设计产品矩阵/模块指示矩阵的正交度和模块内聚度为优化目标、以局部成组方案为约束条件的聚类优化模型。采用改进型非支配排序遗传算法对该问题进行求解,得到Pareto解集;利用逼近理想解排序法帮助设计人员在Pareto解集中选择出合适的折衷解作为模块划分方案。以手提式吸尘器的模块划分为例,运用数值仿真手段验证了该方法的有效性和可行性。     

基于遗传算法的三坐标测量机测量路径规划方法

针对现有三坐标测量机检测路径规划方法的不足,提出和构建了零件检测特征群数学模型和求解流程,在此基础上,根据检测工作平面、检测测头及检测测针变动次数和检测路径构建优化目标函数,从宏观和微观两个层面分别应用矩阵交叉遗传算法和序列规划遗传算法进行零件检测特征路径的优化求解。最后以Hexagon公司检测零件为例,说明了零件初始检测信息的获取以及算法的优化求解过程。实践证明,该方法快速有效,且具有良好的工程应用价值。     

基于化学碰撞理论的绿色模块划分方法

针对在产品设计初期传统绿色模块划分方法普遍存在模块绿色程度区分能力不足的问题,提出了一种基于化学碰撞理论的绿色模块划分方法.首先,构建了化学碰撞理论应用于绿色模块划分模型,模型中,重点探讨了表征零件自身化学反应活性的绿色程度矩阵和表征零件碰撞形成化学键难易的能量矩阵建立过程,在此基础上,通过有效碰撞评估,确保绿色模块组...     

面向产品创新设计的功能模块动态划分方法研究

针对面向产品创新设计的功能模块划分中没有考虑技术进化的问题,从客户需求、流、技术的角度出发,研究功能模块动态划分方法。以产品的功能结构为基础,建立了功能相关矩阵。基于模糊等价矩阵的动态聚类分析,动态划分产品的功能模块。以模块内平均聚合度和模块间平均分离度来评价不同模块划分结果。多绳金刚石串珠锯功能模块动态划分实例说明了该方法具有较强的分辨性,可以进行面向产品创新设计的功能模块动态划分。
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基于连续蚁群算法的3-RPS并联机构正解

为了避免传统数值方法求解并联机构正解问题的弊端,提出了一种将并联机构正解问题转化为目标函数优化问题的求解方法。并联机构正解的核心问题是求解一组多元耦合非线性方程组,以此为依据建立了并联机构正解的目标函数优化模型,并提出了一种简单的连续蚁群算法来求解该优化模型。以求解3-RPS并联机构正解为例进行了仿真分析。结果表明,该算法具有良好的全局寻优功能,能够避免初始值和局部极小值对计算结果的影响,不用计算雅可比矩阵及其逆阵,且计算精度满足并联机构正解的要求。     

基于蚁群算法大功率曝气机减速齿轮箱的可靠性优化设计

蚁群算法是基于群体的一种仿生算法，对于复杂系统的优化设计具有鲁棒性好、寻优能力强等特点。本文以大功率倒伞曝气机行星减速齿轮箱的体积最小为优化目标函数，建立了行星减速齿轮箱的数学模型，并运用蚁群算法和MATLAB语言，对行星齿轮箱进行了优化计算。优化结果表明，基于蚁群算法的优化设计较传统优化设计相比，在满足设计要求的前提下体积更轻。为行星齿轮箱的其它优化设计提供了新的思路方法。     

产品功能模块划分方法

在新产品开发中,合理有效的功能模块划分对于设计师独立地寻求更多功能新解有着重要意义.通过深入分析影响产品模块化的内因和外因,提出产品功能模块划分的功能准则和需求准则,建立基于广义有向图和改进质量屋的准则形式化和量化模型,给出基于模糊聚类的模块划分步骤,建立基于耦合度的模块划分方案评价数学模型.最后以摩托车盘式制动器的功能模块划分为例,说明上述方法的应用及有效性.     

某机载天线射频线缆布线设计与长度优化

针对某机载天线射频线缆布线设计与长度优化问题,提出人工布线与多目标优化相结合的方法。以线缆总重量最小为目标,线缆分组等长为约束条件,构建线缆长度多目标优化数学模型,采用MATLAB的遗传算法函数完成问题求解,有效简化设计过程,提高布线效率。     

悬臂式货架立体仓货位智能优化

通过分析悬臂式货架立体仓库的结构和存储特点，建立了仓库利用率最大化和仓库稳定性最优化的多目标数学模型，并采用智能算法进行优化分析。仿真试验结果表明了该算法是有效的，也证明了多种群遗传算法比简单遗传算法更适合悬臂式货架立体仓库的货位优化。     

多工况应力约束下连续体结构拓扑优化设计

建立多工况应力约束条件下连续体结构拓扑优化的数学模型，给出求解方法。采用包络法处理大量的应力约束，用改进的满应力法进行求解，方法简单、实用。提出的分层优化技术能使最优结构更为清晰。分层优化方法的基本思想是按载荷大小分为几个层次，后面层次的拓扑优化以前面层次得到的最优拓扑为基础，通过逐层优化，最终得到最优结构。分层优化时主要考虑属于本层载荷的影响，避免大小载荷混在一起，最优拓扑模糊不清的问题。为解决各层优化单元厚度相关太大，易造成结构刚度矩阵奇异的问题，提出对相应参数的调整方法。算例表明该方法是有效的。