基于多重选择目标规划的产品变型设计

针对产品定制过程中客户需求多样化问题,提出基于多重选择目标规划的产品变型设计方法.在分析客户定制需求的基础上,提出变型设计问题的目标规划模型,并结合实验设计技术给出了大规模定制产品变型设计的技术框架,主要包括产品定制特性及其目标规划模型描述,以及产品定制特性与零件参数的关联模型构建.以此为基础,从成本、交货期和质量的角度分别构建了目标函数模型.通过实例验证表明,多重选择目标规划方法能够有效地找到满足客户多样化需求的产品变型设计解决方案.     

基于通用物料清单的配置设计方法研究与实现

为了在配置设计中更好地支持通用机械产品研发中的创新,采用通用物料清单来表达产品族的完全产品结构,并引入类单元表示可以变化的模块.由配置类单元产生组合变型,用变型类单元处理单元自身变型,并分析了这两种变型的产生机理.基于变量配置技术建立通用物料清单的配置模型,通过分层配置,生成具体产品结构,应用装配克隆技术生成具体产品的通用物料清单,最后给出了配置设计过程和实现结果.通过在企业的应用表明,该配置设计方法可以实现基于订单的快速设计.     

基于活动定义的机械产品变型设计过程研究及其应用

为了在产品变型设计过程中有效重用各类零件资源,提出从设计活动的角度对机械产品变型设计过程进行建模,并给出了变型设计过程建模的框架结构。首先,基于大规模定制生产对零件的分类分析了不同类型零件的变型设计模式,并在零件结构参数层构建了零件之间的尺寸约束关系网络图;接着,给出了三元组的变型设计活动定义,以此为基础构建了变型设计活动的逻辑结构模型;然后,从活动和零件两个不同的层次,定义了机械产品变型设计过程的配置规则,由此可以派生出不同定制产品的变型设计过程,实现对不同类型零件资源的重用;最后,通过实例进行了验证。     

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。     

基于产品族可变型结构的配置管理研究

根据客户订单需求的多样性和个性化特点,提出了一种基于产品族可变型结构的产品配置模型。依据产品可配置性,给出了基本配置单元、几何可变型配置单元和结构可变型配置单元3种配置单元,建立了配置模型的知识表达方法,分析了结构变型配置单元间的约束关系、配置规则表达及其求解匹配过程,并建立了约束规则和变量条件的配置设计深度优先求解算法,利用质量功能配置建立了客户需求、产品技术指标与配置单元功能模块之间的映射矩阵。最后,通过轿车配置实例验证了该方法的可行性。     

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。     

基于直接进化理论的产品族结构自适应方法

为满足不断变化的产品定制需求,改善产品族结构的内容及组织形式,基于发明问题解决理论及其直接进化理论,分析得到了产品族结构动态演化的依据,提出了基于定制产品数据的自适应过程,并采用增加资源包含量的技术进化模式,指导实施产品族结构的自适应过程。首先,通过零件模型聚集和零件模型浓缩的方法,将定制过程中产生的新的零件模型向产品族结构添加,增加产品族结构的有效性。然后,基于零件的使用状态信息,对产品族结构中的零件模型进行重新组合,提高了产品族结构的合理性。从功能特征层面,定义了产品族结构自适应过程启动的判定依据。最后,以纺织机械产品族结构数据为例,对上述原理和方法进行了验证,得到了与企业产品发展和规划比较一致的结果。     

产品变型主模型的参数标定与容差划分方法

为了提高变型设计结果的有效性,提出对变型设计主模型中的参数进行标定与容差划分的思想。针对参数标定问题,通过构建定制产品相关的质量特性指标及其综合模型,并基于定制产品实例数据得到的关键参数取值区间作为约束条件,运用多目标优化的遗传算法,计算得到使综合指标取值最佳的参数标定值。针对容差划分问题,基于田口式三步设计方法,分析参数变化造成的产品成本损失以及性能偏移,在综合指标允许的范围内,得到参数允许的容差区间。通过参数标定和容差划分,使得基于产品变型设计主模型派生得到的定制产品实例都能满足质量特性指标的需求,从而提高成功派生变型设计实例的比率。最后,通过一个实例对上述原理和方法进行验证。     

基于MC环境的面向订单产品设计方法研究

针对大批量定制环境下的面向订单设计（ETO）产品，在分析其特点的基础上，给出了实现其大批量定制的产品开发设计系统框架，并对其中关键技术进行了研究。提出利用事物特性表技术进行面向产品族的模块化产品开发，建立基于产品族的产品主结构模型用于配置设计，建立基于零件族的零部件主模型用于变型设计，通过标准化和模块化等手段，使产品及其零部件的客户订单分离点后移，从而实现满足ETO产品快速设计的需要，在保证产品质量的同时，降低产品成本。以工业汽轮机汽缸为例说明了方法的可行性。     

大规模定制下的参数化设计技术研究

大规模定制环境下,改变参数化设计的流程,将产品的开发设计过程划分为创造性的详细开发过程和敏捷性的定制设计过程.利用广义模块化技术和全息建模技术构建产品族的主结构、主模型、主文档,实现产品的详细开发过程,利用基于知识的配置设计实现产品的定制结构,采用与数据库关联的整体控制局部的模块化变型设计方法实现产品的变型设计.实际应用表明模块化的设计方法、基于知识的配置设计和变型设计是实现大规模定制参数化设计的行之有效的技术方法,极大地提高了参数化设计的效率.