基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键.文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块.最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本.     

多视角的特征关联模块划分方法

为了满足客户对产品的多样化需求,在模块划分过程中从产品的定制化需求、产品功能、产品结构和绿色度等多视角考虑,提出了一种多视角的特征关联模块划分方法.首先,分析客户的多样化需求,研究关于模块划分的各视角特征信息并建立其相应的特征模型与关联矩阵.其次,利用层次分析法分析不同视角在设计过程中所占有的重要程度,依据不同视角的重要程度进行特征的关联.然后建立综合特征关联矩阵,采用遗传算法进行求解.最后,以冲击电钻为实例,建立其相应的产品模型且应用遗传算法对其进行模块划分,验证所提多视角特征关联模块划分方法的有效性.     

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。     

一种面向产品族设计的模块动态规划方法

针对产品族设计中的模块规划问题,研究和分析了产品族核心系统的模块化理论和实施方法,对产品生命周期中的各种动态要素进行了分析;根据核心系统零部件成本等市场因素的动态变化对模块规划的影响,从可维护性和经济性考虑,提出一种产品族核心系统模块动态规划方法;通过建立功能关联矩阵和动态关联权重矩阵,采用模糊聚类方法对功能关联矩阵中的组件进行聚类,通过取适当的α截集,将产品族中的核心系统划分为多个子功能模块,结合动态关联权重分析对模块部件进行动态评价,并提取出动态评价值较高的部件,为设计阶段重点考虑这些部件提供了理论依据,减少了后期维护成本.通过装载机液压传动系统的模块规划和后期维护数据,证明了该方法的可行性.     

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。     

基于公理设计和设计关联矩阵的产品平台设计新方法

产品平台是产品族设计的核心内容,合理地构建产品平台是提高产品设计可适应能力的关键。以公理设计为指导框架,以功能需求分析为出发点,提出一种产品平台设计新方法。该方法借鉴Kano模型,从用户需求的角度,将产品功能要求分为基本功能要求、期望功能要求和附加功能要求;基于公理设计原理,将产品功能要求映射为产品设计参数,建立设计矩阵;通过分析设计参数与各类功能要求之间的影响,构建产品设计关联矩阵,利用可拓聚类算法对设计关联矩阵进行聚类运算,将实现产品族基本功能要求的模块定义为公用模块;在此基础上,通过分析设计参数的灵敏度来选择公共平台参数,利用聚类分析以规划它们在产品平台中的共享策略。通过电力液压块式制动器产品族的平台设计实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于公理设计的滑板输送机可重构模块化设计

在分析滑板输送机结构和设计参数的基础上,提出了一种基于公理设计理论的模块化设计方法,该方法以公理设计为基础,根据用户的需求分析,确定功能需求集,建立滑板输送机的设计矩阵,将设计矩阵转化为设计结构矩阵,然后构建滑板输送机的设计关联矩阵,采用可拓聚类算法进行产品模块聚类,利用独立公理对模块进行功能独立性验证,最终得到满足功能和结构均独立的滑板输送设备模块,可通过模块的重构来实现滑板输送机的快速设计,提高了设计效率,降低了设计成本。     

面向复杂模块化产品族演化控制的评价方法

针对模块化产品族的演化控制问题,提出面向模块化产品族复杂程度的网络化评价方法。将产品族中的模块描述为节点,模块间的关系描述为边,并将模块化产品族抽象形成产品系统的模块关系网络。借助模块关系网络,从模块、关系和系统三个层次对产品族进行量化描述,形成由模块信息量、信息耦合比、关重度、关系强度和系统信息结构熵5个量化指标组成的评价体系。基于量化指标的工程意义,设计人员可以对产品族系统进行复杂程度评估和演化状态监控。以某轮式装载机铲斗的模块化系统为例,验证了所提方法的可行性。     

批量客户化生产模式下的模块划分方法研究

在批量客户化生产模式下,不仅要考虑客户对产品的多品种小批量的功能需求,又要满足客户对产品的大批量生产的低成本的要求,合理有效的模块划分是解决上述矛盾的关键。在模糊聚类分析及信息熵理论的基础上,提出了考虑客户需求、产品的装配、成本和维修等综合因素的模块划分方法和策略,分析了模块聚类的相关准则和基于信息熵的量化评价方法,建立了相应的数学评价模型,并以电钻为例,利用提出的方法得出了用模块化方法进行产品再设计时模块划分的初始方案。     

斗式提升机模块化快速设计关键技术研究

模块化设计是缩短产品设计周期、快速响应市场需求、实现大批量定制和敏捷制造的重要设计方法.由于机械产品功能结构的多样性和复杂性,实施模块化设计过程中的诸多问题依然没有通用的、完善的解决方法.文中以斗式提升机产品模块化设计为例,探讨了大型复杂机械产品模块化设计中的两个关键问题,即模块划分和模块检索方法问题.首先,针对大型复杂机械产品的结构特点,提出了基于用户量化参数与产品零部件关联度的模块划分方法,之后,针对复杂客户需求下模块检索问题,提出了以区间距为度量方式的模块检索方法,解决了模块具有多种属性且属性值为区间值时的定量检索问题;并在此基础上实现了斗式提升机模块化产品的成本预算,最后,给出了斗式提升机模块化设计原型系统总体结构和工作流程,验证了模块划分和检索方法的可行性.     

面向产品变型设计的模块划分方法

首先进行客户需求分析和功能分解,其次将功能映射到结构以确定结构元,通过对零部件功能和结构相关度分析,分别建立以下3个相关度矩阵——基于客户需求的零部件相关度矩阵、功能相关度矩阵和结构相关度矩阵,分配好各自的权重系数后,综合该3个矩阵建立综合相关度矩阵.由模糊聚类方法得到不同的划分方案.依据信息熵的思想,从面向产品变型设计的角度,提出以装配复杂度、客户参与变型设计复杂度、模块之间独立性与模块内部元素亲密度为优化目标,建立模块划分方案数学评价模型,从而得到较合理的划分方案.最后根据提出的3条调整准则对划分方案进行适当调整以符合实际需要.以电动双梁式桥式起重机中的桥架为例进行模块划分,验证划分方法.     

Modification of antifriction carboplastics at the molecular and nanolevels

The paper presents a report on efforts to develop methods of modifying the chemical composition and degree of heterogeneity of the polymeric matrix and the carbon reinforcing materials at the molecular and nanonolevels with a view to optimizing the triboengineering characteristics of antifriction carboplastics. It is established which of the two components of the carboplastics, namely the polymeric matrix and the carbon reinforcing material, should be active tribochemicaly.     

多自由度空间机构模块化关节研究

针对常规空间机器人及多自由度空间机构设计方法的不足,采用模块化设计思想,设计出集电机驱动、减速和传感等功能于一体的多自由度空间机构模块化关节,满足空间机构的轻质化、小型化、维护性及空间环境适应性设计要求。     

模块化设计方法在小型水稻联合收割机设计中的应用

将模块化设计方法引入小型水稻联合收割机设计中,按其各部分功能划分为不同的功能模块并进行模块化设计。此外列举几种不同功能模块组合的特点,体现模块化设计方法在小型水稻联合收割机设计中的重要意义和前景。     

基于SolidWorks的中小孔数控内圆磨床参数化设计方法的研究

利用VisualBasic和SolidWorks作为开发工具,开发一种基于SolidWorks的中小孔数控内圆磨床参数化设计方法。阐述了这种参数化模板设计方法,包括中小孔数控内圆磨床功能模块划分、模块结构尺寸设计参数分类、模块零部件间关联参数的处理方法、三维模板库的建立等,运用模块参数化设计方法构建了一个中小孔数控内圆磨床模块库。     

面向再设计的产品模块划分方法

针对现有模块划分方法的不足,提出和构建了产品模块划分的统一数学模型和求解流程。在此基础上,利用零件综合模糊相似矩阵构造了基于模块聚合度和分离度的适应度函数,同时根据模块划分矩阵的特点,应用矩阵交叉遗传算法进行了产品模块划分的优化求解。最后以某天文圆顶产品为例,说明了零件综合模糊相似矩阵的获取过程,以及算法的优化求解过程。实践证明该方法快速有效。     

太阳能光伏发电组件接线盒的模块化设计

针对太阳能光伏发电组件传统接线盒散热性能差,不适用大功率电路等问题,首先改进了传统接线盒的连接线路,然后制成印刷电路板(PCB板),使元器件相对集中,形成了模块化组合,并且对两类接线盒进行了大量的测试与温度比较。研究结果表明,该设计所得的接线盒散热效果明显,可用作高功率的太阳能光伏发电组件,具有一定的市场价值。     

轻量化桥式起重机运行机构的选型与设计

对轻量化桥式起重机运行机构的驱动方式、车轮材料、轨道、车轮直径与踏面进行分析与选型,结合模块化设计与参数化设计理念,对运行机构零部件进行研究。采用这一设计理念与方法,不仅缩短了整个起重机产品的研发周期,还利于规范零部件设计图纸,提高产品性能和质量。     

绿色性对模块化产品设计的影响

传统模块化设计是基于功能需求出发,产品生命周期中会产生资源浪费和环境污染。本文在传统模块化设计的基础上,增加了产品的绿色性指标,通过分析绿色性与模块化之间存在的相互关系,确定模块划分准则,用模糊隶属度来定量地描述各准则的相关性。通过层次分析法确定各准则的权重,求出各零件之间的交互值矩阵,用模糊矩阵的传递闭包进行模糊聚类,从而得到基于功能和绿色性的两种不同模块划分结果。最后以电吹风为例论证了绿色模块化设计方法有利于环境保护。