大规模定制中配置匹配度模型研究

针对大规模定制生产模式下的产品配置问题,分析了大规模定制下的产品配置过程,应用相关矩阵、模块化编码和匹配度对产品配置进行研究的方法,提出了一种可用于大规模定制下产品模块间配置的匹配度模型.该模型可以有效地实现产品模块间的组合、选优和更新设计.最后,运用工程实例,对匹配度模型进行了验证.     

基于柔性产品平台的并纱机模块化设计研究

为了实现纺织机床产品的大规模定制设计,提出了柔性产品平台的概念,建立了纺织机床产品模块的本体知识表达模型。结合公理化设计的思想,对并纱机产品划分了模块;依据产品族理论规划了并纱机的柔性产品平台,并基于此平台描述了并纱机产品配置设计的规则和实现方法。     

基于布局模型的液压机大规模定制设计

为实现液压机产品的大规模定制快速响应设计,提出了一种基于布局模型的产品设计方法。通过构建液压机的产品功能需求模型、运动功能模型和模块结构模型之间的映射,将得到的布局结构实例化,采用有限元和变量化方法进行布局结构的分析和优化,从而得到最优布局模型。分析得到的所有布局模型将作为产品平台的一部分加以存储,以支持产品的大规模定制设计。论述了液压机产品布局模型的拓扑结构和约束信息表达方法。最后给出了基于布局的大规模定制产品的配置和变型设计过程,该过程显示,布局模型的研究与应用可明显提高液压机类机械产品的设计效率。另外,对产品布局模型在大规模定制产品平台开发过程中进行了分析,完善和补充了大规模定制产品平台体系。     

大规模定制模式下绿色设计产品信息模型研究

为实现大规模定制模式下的绿色设计,基于产品配置技术,结合绿色产品设计方法,提出了绿色产品族的概念,并详细分析了其内部的继承关系.通过绿色产品族的三元组表述,建立了绿色产品族到零部件族的映射关系,抽象表述了基于继承的绿色产品族.在此基础上,给出了大规模定制模式下的绿色产品信息模型,详细分析了该信息模型对大规模定制模式下绿色设计的支持过程.最后,通过电冰箱产品的绿色设计进行了该信息模型的实例验证.     

面向大规模定制的配置设计技术研究

为了研究基于模块化产品族大规模定制的配置设计，探讨其实现方法，在分析大规模定制生产模式所具有的设计和定制分离过程特点的基础上，提出了基于产品族的配置设计过程及其方法。通过分析由零件族和装配体族构成的配置模型，建立了基于事物特性表的产品族组织方法；剖析了客户驱动的定制过程，形成了包含需求和工程两个处理环节的配置设计过程以及环节之间的映射方法；通过建立需求和工程配置模型，应用基于图表示的配置推理方法，实现了产品的定制配置。最后以自行车为例演示了配置设计方法。     

配置产品尺寸参数修改与变型设计方法研究

在大批量定制的产品配置中,有时需要对配置模块进行变型设计或尺寸参数修改,如何快速准确地确定配置模块尺寸之间的相互影响关系,并对配置产品的尺寸参数进行快速准确的修改是配置设计准确性和配置设计效率的关键.将参数化技术和网络理论应用于大批量定制的产品配置领域,在建立产品参数化模型的基础上,建立了配置产品尺寸约束关系网络.提出了基于尺寸参数传递方法的配置产品尺寸参数修改与变型设计方法,开发了与PRO/E集成的产品变型设计模块.最后以联轴器产品为例验证了上述方法的可行性.     

基于Web的定单配置系统的相关技术和应用方案的研究

针对大规模定制生产的特点，提出基于产品特征分离的BOM结构和产品结构单元库。基于客户需求和产品结构单元配置特征之间的映射关系，提出产品配置器来完成对客户配置需求的快速响应，以实现对设计过程的重组，并给出了需求特征匹配算法。对于配置产品的可视化表达，提出了基于VRML和SVG相结合的表达方案。给出了基于Web的定单配置系统的三层应用框架结构。     

基于大规模定制的产品模型及其配置研究

大规模定制是为了适应全球化市场的竞争和更好地满足消费者多样化的需求而出现的一种生产设计模式,其最终目标是将大规模生产和定制生产这两种模式的优势结合起来,实现既无损于企业经济效益,又能满足单个用户特殊的需求。本文首先综合了大规模定制生产模式及其特征,然后结合概念性介绍和理论分析,对该模式下的产品模型和产品配置及其相关的内容进行了基础性的研究,最后提出了基于大规模定制模式下的面向配置的产品族结构模型。     

个性化需求驱动的汽车零部件快速设计系统研究

基于大规模定制环境下针对汽车制造业如何满足客户个性化需求,实现快速设计的目标,以产品订单聚类作为基础,结合并行工程的思想,在设计产品的过程中加入生产排程。研究了产品族建立与更新、个性化产品配置与生产排程方法。建立了由客户需求、产品族模型、产品配置、生产排程等子模块组成的产品快速设计系统。以差速器为例对系统进行了验证。结果表明：该系统能够快速设计出满足客户个性化需求的产品,并有效地降低成本。     

大规模定制下的产品配置管理研究

阐述了大规模定制生产模式及其特征,然后结合概念性介绍和理论分析,对该模式下的产品模型及其相关的内容进行了基础性的研究,提出了基于大规模定制模式下的面向配置的产品族结构模型,并以该模型为基础对产品配置过程进行了深入的研究,最终提出了产品族各节点实例化方法。     

Disassemblability Modeling Technology of Configurable Product Based on Disassembly Constraint Relation Weighted Design Structure Matrix（DSM）

The current research of configurable product disassemblability focuses on disassemblability evaluation and disassembly sequence planning. Little work has been done on quantitative analysis of configurable product disassemblability. The disassemblability modeling technology for configurable product based on disassembly constraint relation weighted design structure matrix （DSM） is proposed. Major factors affecting the disassemblability of configurable product are analyzed, and the disassembling degrees between components in configurable product are obtained by calculating disassembly entropies such as joint type, joint quantity, disassembly path, disassembly accessibility and material compatibility. The disassembly constraint relation weighted DSM of configurable product is constructed and configuration modules are formed by matrix decomposition and tearing operations. The disassembly constraint relation in configuration modules is strong coupling, and the disassembly constraint relation between modules is weak coupling, and the disassemblability configuration model is constructed based on configuration module. Finally, taking a hydraulic forging press as an example, the decomposed weak coupling components are used as configuration modules alone, components with a strong coupling are aggregated into configuration modules, and the disassembly sequence of components inside configuration modules is optimized by tearing operation. A disassemblability configuration model of the hydraulic forging press is constructed. By researching the disassemblability modeling technology of product configuration design based on disassembly constraint relation weighted DSM, the disassembly property in maintenance, recycling and reuse of configurable product are optimized.     

面向大批量定制的产品设计方法研究

面向大批量定制的产品设计是企业成功实施大批量定制的关键环节。介绍了 4种主要的面向大批量定制的产品设计方法 ,即在已有产品结构和模块基础上的产品配置设计 ;在已有产品结构和模块基础上 ,根据用户需求对模块的尺寸进行变化的产品变型设计 ;根据用户需求选择产品结构和模块的产品组合设计 ;用户需求变化较大时的产品创新设计。并对这 4种设计方法进行了比较。     

Assessing the structural complexity of manufacturing systems configurations

Modern manufacturing systems are increasingly required to be flexible and adaptable to changing market demands, which adds to their structural and operational complexity. One of the major challenges at the early design stages is to select a manufacturing system configuration that both satisfies the production functional requirements and is easy to operate and manage. A new metric for assessing the structural complexity of manufacturing system configurations is presented in this paper. The proposed complexity metric incorporates the quantity of information using an entropy approach. It accounts for the complexity inherent in the various modules in the manufacturing system through the use of an index derived from a newly developed manufacturing systems classification code. The code captures the effect of various component types and technologies used in a manufacturing system on the system’s structural complexity. The presented metric would be helpful in selecting the least complex manufacturing system configuration that meets the requirements. An engine cylinder head production system is used to illustrate the application of the proposed methodology in comparing feasible but different manufacturing system configurations capable of producing the cylinder head based on their structurally inherent complexity.     

可重构单元模块化及其结合面动特性的研究

通过对可重构制造系统(RMS)关键技术的研究，分析讨论了单元模块化对RMS的重要意义，指出了模块化设计在具体实现过程中存在的问题。给出了可重构制造单元模块的定义以及阐明了最小运动模块的具体划分。为管理、配置模块，给出了模块的组合数学模型，这有助于模块分类、排列以及组合。根据模块组合数学模型，总结出可重构单元模块接口即结合面的特点。运用分形技术，对模块结合面接触刚度的研究，得到了重构后结合面表面粗糙度与分形维数的关系原型以及接触刚度，为研究模块重构后形成的装备的动态特性、精度以及可靠性奠定基础。     

基于可拓理论的产品配置设计

为实现计算机支持下的产品快速响应设计,提出了一种基于物元模型和可拓理论的产品快速配置设计方法.该方法首先建立形式化表达模块和模块族的物元模型.以产品族为基础,针对具体的客户需求,利用质量功能配置瀑布式分解方法对期望产品进行层次性展开,以获得期望模块物元.基于期望模块物元,采用相似匹配算法从模块族中模糊匹配出相似存在模块,以形成产品的初步配置方案.通过解析结构建模方法,确定相似存在模块变换的结构层次.通过相似存在模块的可拓变换,得到具体的期望模块,以建立产品结构方案.最后,以堆垛机为例,验证了产品快速配置设计方法的可行性.     

Cell formation in the presence of reconfigurable machines

In this research, an approach is made to design machine cells using modular machines to achieve certain characteristics of reconfigurable manufacturing. Each machine considered in the model consists of some basic and auxiliary machine modules. By changing the auxiliary modules, different operations can be performed on the machines. A similarity measure among machines based on production flow information and auxiliary module requirement is developed. Machine cells are identified using a multi-objective evolutionary genetic algorithm for a set of parts with parameters such as the volumes of production, alternative operation-based process plans, etc. The two objectives considered are the minimization of inter-cell movement and the total changes in auxiliary modules for the given production horizon. The resulting cell configuration is simulated to find the exact inter-cellular movements and the total number of module changes to validate the heuristic. An illustrative problem and experimental results are given.     

基于智能体的零件设计制造集成研究

基于并行工程的设计制造集成要求零件及其制造过程的设计同步进行,以求获得零件及其制造过程设计的整体优化。本文叙述的研究系统中,设计和制造过程之间的数据共享及通讯是通过数据库实现的;开发的特征造型模块是在UGII环境中工作的;零件制造性能评价和CAPP模块应用了智能体技术;CAPP和NC模块所需的输入数据也是从数据库中提取的。     

可重构数字式机电测控试验平台的研制

提出采用可重构制造思想来研制数字式机电测控试验平台 ,介绍了试验平台的系统结构、功能和基本原理 ,按照可重构制造原理对试验平台的软、硬件模块进行了划分 ,对可重构制造系统理论在试验平台中的应用作了分析和探讨。     

汽车车身冲压工艺与模具关键技术研究

介绍了作者在汽车车身冲压工艺与模具关键技术研究方面的重要进展,主要包括斜拉延筋工艺方案,模块化模具设计技术和快速模具制造技术等。斜拉延筋工艺方案使拉延筋不仅具有控制材料流动阻力的功能,还有引导材料按期望的方向流动的功能,从而能有效地消除拉延成形中的起皱和拉裂。模块化模具设计技术将车身零件根据其结构特征进行分类,然后对同类零件的模具进行模块化分解,并建立相应的模块化设计数据库以提高设计效率,同时为设计制造过程的并行化提供便利。快速模具制造技术则以CAD/CAM技术为基础,将大型汽车车身模具分成平面组件和曲面组件,并采用专用装备实现这些组件的快速制造,然后用专用装备实现模具组件的组焊。工程应用实例表明,上述技术的综合运用可显著缩短汽车车身模具设计制造的周期,降低成本,并保证中小批量生产的品质要求。     

集成环境下大批量定制的产品配置设计技术及其应用

提出了大批量定制的广义需求分类与多模式需求模型，给出了大批量定制的产品模块准配置与零件相似配置方法和大批量定制的功能单元配置与优化方法，结合浙江巨人电梯有限公司电梯产品的配置设计，开发了集成环境下大批量定制的产品配置集成设计系统，得到了较好的应用。