数据驱动的产品族绿色化再设计系统方法研究

产品族设计是满足客户个性化需求的有效手段,已在很多企业中得以成功实践。随着更为严格的法律法规出台和大众环境意识提升,产品族绿色化再设计势在必行。通过选取合适的产品族生命周期数据,提出了数据驱动的产品族绿色化再设计系统方法,并详细阐述了该系统方法的关键环节与使能技术/思路,主要包含数据驱动的绿色性能评估(Data-driven Green Performance Evaluation,DGPE)、数据驱动的绿色平台规划(Data-driven Green Platform Planning,DGPP)和数据驱动的绿色配置设计(Data-driven Green Configuration Design,DGCD)等,以期为企业开展产品族绿色化再设计实践提供有效指导。     

面向产品族设计的公共产品平台研究

基于公共产品平台的产品族设计是实现大批量定制的一种有效方式，我们从下述几个方面对公共产品平台的研究现状进行了分析和总结：平台开发和设计方法、平台评价方法以及平台在实践中的应用等。在此基础上分析了现有相关研究的不足或局限性，最后讨论了平台的发展趋势。     

数据驱动的产品大规模个性化设计研究

随着社会经济快速发展和人民生活水平大幅提升,客户个性化需求日益凸显.与此同时,信息技术飞速发展推动企业制造和服务能力显著增强,数据已成为有效且高效满足个性化需求的关键驱动要素.基于大规模个性化设计的概念内涵,围绕数据驱动的产品大规模个性化设计这一前沿课题,对数据驱动设计和大规模个性化设计的研究现状加以论述说明.构建数据...     

面向大规模定制的产品族设计方法研究综述

产品族设计是大规模定制设计的关键和核心,对目前存在的面向大规模定制产品族设计的多种方法进行了分类总结,着重对基于模块化和基于可调节变量的产品族设计方法进行了阐述,包括产品族体系结构法PFA、健壮概念探索法RCEM、产品平台概念控索法PPCEM和基于变型的产品平台浩VBPDM等,在此基础上分析了目前产品族设计的不足之处及发展趋势。     

面向产品族的设计方法学

开展产品族设计是实现大批量定制生产哲理的有效保证,也是对传统设计方法学的扩展与完善。介绍了产品族设计的基本思想和相关概念,对比了传统设计方法学和面向产品族设计的差异,并从产品设计过程中的需求建模、功能原理建模和结构设计建模三个方面阐述了产品族设计建模方法。为企业开展产品族设计提供了方法学指导。     

产品族形态设计研究及系统构造

首先在分析了产品形态构成的基础上,建立了产品族形态变型的三层变型结构模型:配置层、空间布局层、型面变型层;其次构建了产品族形态变型平台,包括两个侧面:人机侧面、比例侧面;最后提出了产品族形态设计系统集成方案并构造了相应的软件系统。     

通过动态QFD实现需求驱动的产品族设计方法研究

通过对动态的用户需求分析及动态QFD方法的应用，提出面向需求驱动的产品族设计方法。针对目前在产品族设计中缺乏对动态的用户需求分析及响应的情况，导出了多目标约束环境下的产品族设计方法，同时利用动态QFD方法实现了产品族的构成对用户需求的响应。通过相似性和差异性的考虑，实现模块化的产品族结构。本方法的应用有助于实现柔性产品族结构设计以响应动态变化的用户需求。     

面向大批量定制生产的产品族设计技术综述

随着市场竞争的日益激烈,传统的大批量生产和单一的定制生产模式在激烈的市场竞争中已失去竞争优势,大批量定制生产模式,已成为制造业发展的必然趋势,它试图将大批量生产的高效率、低成本与定制生产灵活性、个性化的优势结合起来。开展产品族设计是实现大批量定制生产的有效途径。论述了大批量定制生产与产品族设计的关系,并对国内外有关产品族设计的文献进行了系统的整理和归类,提出了产品族设计系统框架,且对产品族设计的实现方法进行了介绍。     

面向产品族的冷藏车快速设计平台研发

针对冷藏车制造企业应对产品大规模定制时设计效率低、人工设计工作量大以及历史设计资源利用率低等问题,研发了面向产品族的厢式冷藏车快速设计平台。通过企业产品数据管理系统预留接口实现订单数据与平台的无缝连接;以产品族为对象,运用参数化变型配置技术得到车厢厢体三维模型;对冷藏车关键承重部件——底架进行有限元分析优化,得到完整的冷藏车三维模型,并实现相应二维工程图的实时更新和输出。以企业厢式冷藏车某订单为例进行测试,测试结果表明,该平台能有效提高冷藏车的设计效率,降低成本。     

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。     

基于数据挖掘的产品族规划方法

产品族规划是产品平台设计的关键环节,它主要包括市场细分与产品族定位两个阶段,帮助企业"在恰当的市场提供恰当的多样性"。针对目前产品族规划过程中存在的主观性等特点,提出了基于数据挖掘的产品族规划方法,从而辅助企业定位出具有广泛开发价值的市场区间,为后续面向该市场区间的产品族设计奠定了基础。首先,基于历史市场数据,通过聚类分析方法完成市场细分;然后在其基础上,采用随机森林分类算法实现市场新需求到细分市场区间的定位,并结合企业自身优势实现产品族的定位。最后,以地铁车辆为例,验证了该方法的有效性和可行性。     

一种面向产品族设计的二级优化方法

应用模块化和产品平台的思想是企业设计和开发产品族(系列)的重要策略。本文提出一种可用于产品族设计的二级优化方法。该优化方法将产品族设计优化分为二个层次:产品平台优化层次和专用模块的优化层次。为了提高这种优化方法的可靠性和减少计算量,在二级优化基本框架基础上引入了代理模型技术。将二级优化方法应用于桁架族优化设计算例,计算结果表明:基于代理模型的二级优化方法能成功地解决桁架族优化设计问题,具有很好的可靠性,而且能有效地减少产品族优化设计中计算量。     

面向大批量定制的产品族设计方法的现状与趋势

根据各研究侧重点不同,将目前产品族设计的研究热点归纳为产品体系结构、产品平台构成及表达、面向产品变异的设计、产品族体系结构、产品族建模五个方面。然后,对各研究热点的相关概念、方法和关键技术进行了综述分析,并指出了相关研究的局限性。最后,总结出产品族设计的研究趋势及基于产品平台的产品族设计新思路。     

面向DFMC的产品族设计研究和实践

本文研究了面向大批量定制的产品开发方法ＤＦＭＣ的特点,重点讨论了产品族体系的四个方面、产品族的设计流程、产品族中约束的层次和创建原则、基于ＤＦＭＣ的装配仿真,并开发了相应的原型系统。     

产品族设计中变型产品的知识描述

提出了在大批量定制生产模式下的产品族设计框架。在分析产品结构树的基础之上，对产品族中变型产品知识结构的描述进行了研究。该研究为产品族的建立提出系统的分析方法，并为企业的产品族设计提供了理论性的指导。     

产品族生命周期数据模型及其演化研究

为了更好地描述和管理产品内不同产品数据,提出了由产品主结构维、产品组维和视图维构成的产品族生命周期的3维模型。分析了产品族生命周期内的主结构、产品组和产品的不同演化过程,并采用演化矩阵对不同演化过程进行了形式化描述。产品主结构、产品组和产品的演化矩阵构成了产品族演化过程空间。将产品族模型与产品族演化过程相结合,可以获得产品族中任一产品结构视图对应的产品主结构、产品组和产品视图的演化过程。该方法已经在某电梯厂得到了较好的应用。     

面向大批量定制的产品族设计技术研究

介绍了产品族与产品平台的概念和特征,分析了典型产品族的设计开发过程,提出了一种适合于大批量定制生产模式的产品族设计框架。分析并指出了目前产品族优化设计研究中的不足,提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念以及实现这一理念的方法和模型框架,阐述了模型的学形式——模糊层次优化。     

基于CAID的机床产品族造型设计研究

通过对计算机辅助工业设计技术和产品族设计理论的研究,以系列数控机床设计为例,提出了统一数据流的多软件协同和产品族设计方法相结合的机床产品造型设计流程,最终达到提高设计开发效率的目的,为我国机床制造企业研发高附加值产品提供参考和借鉴.     

支持工业设计的产品族结构模型研究

为构建支持工业设计的产品族结构模型,对产品工业设计与工程设计功能进行了对比研究,提出了一种多视图结构模型。该模型包括通用结构视图、控制结构视图和存储结构视图。通用结构视图采用了层次结构和属性表的方法构建,定义了产品族形态的概念结构;控制结构视图由工业设计控制结构元素构成,并与通用结构视图中的结构和元素映射,定义了产品族工业设计变型控制策略;存储结构视图中引入物理部件与逻辑构件、组成关系与引用关系,定义了产品族工业设计信息的组织方式和存储策略。最后,综合三个视图并用手机的产品族设计实例,分析了该模型在设计中的应用。     

面向产品族设计的通用平台多域辨识研究

针对产品通用平台的多域统一辨识问题,从产品结构、功能和用户需求的并行角度对产品通用平台辨识进行了研究。分别构建了产品结构域无向图模型、功能域有向图模型和需求域向量表模型。在此基础上,建立了产品通用平台辨识多约束耦合空间模型和对应的多约束耦合矩阵。把产品通用平台跨域统一辨识问题,转变为求多约束耦合空间一系列当量距离的问题。对当量距离进行综合排序后,根据企业生产能力和市场细分情况确定点的范围,形成优化的产品通用平台集合,使对产品通用平台辨识的模糊求解转变为定量化求解。最后。以轮式装载机为例,验证了各模型在产品通用平台辨识应用中的有效性。