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。     

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.     

模块化产品设计中模块间的关联分析与解耦策略

在模块化产品设计过程中,模块之间往往存在着关联关系,使得设计更复杂,进而增加产品开发周期和成本。针对模块化产品设计中模块间的耦合关联问题,基于设计结构矩阵(DSM)表示产品零件之间的关联关系,分析模块间的相互作用,确定关联模块的主控零件和依赖零件;分析主控零件的关联传播路径,计算模块关联依赖度,确定模块的优先级顺序。然后根据产品结构及其零部件的复杂性,分析主控关联零件的影响,从模块间的关联依赖度、关联零件变更传播的影响及提高模块的适应性等几个方面,提出关联模块的解耦策略。通过起重机抓斗实例阐述了产品模块化设计关联分析过程与解耦方法。     

基于产品核心零件的模块划分方法

为实现复杂机械产品的模块化设计,提出了一种以产品重要零件为核心的模块划分方法。首先,引入图论概念,构建机械产品各零件间的结构关系与功能关系图;然后采用"节点删除"测度算法寻找关系图中的关键节点,结合产品设计先验知识确定产品的重要零件;最后以重要零件为核心,根据一般零件与重要零件间的结构与功能关系确定其从属性,形成产品模块划分方案。并结合非开挖水平钻机动力头装置模块划分的应用实例,验证了该方法的有效性。     

基于绿色设计的产品模块化研究

产品模块化是实施绿色设计的有效手段之一。提出了基于绿色设计的产品结构模块化的基本准则 ,探讨了产品结构的模糊聚类模块划分方法 ,进行了结果分析 ,并提出了提高产品结构模块化的改进措施     

产品模块化中的若干智能方法

产品模块化是实现大批量定制的关键技术之一,也是工业4.0的基础,能够有效支持智能制造.传统的产品模块化方法需要依靠有经验的设计人员,需要花费大量时间.并且随着定制产品的数量越来越多,产品的变化越来越快,这种传统的方法越来越难以适应当前形势的发展需要.为了解决这些问题,提出产品模块化中的若干智能方法,包括:产品名称本体建立、产品模块划分、模块通用化和标准化、产品主结构建立等方面的智能方法,利用群体智能、大数据智能、人机协同智能等新一代人工智能技术,对大量产品模块数据、用户订单数据、设计人员使用产品模块的行为数据等进行智能分析,挖掘数据中隐藏的产品名称关系、模块关系等数据中的相似性和关联性等信息,帮助确定产品名称本体、产品模块划分、通用模块、模块主模型、产品主结构等,帮助快速实现大范围的产品模块化,减少开展产品模块化成本和时间.     

一种改进的绿色模块化设计方法研究

针对SMITH提出的基于原子理论的绿色模块化设计方法中绿色约束单一、模块合并缺乏工程知识支持等问题,提出了一种改进的绿色模块化设计方法。将产品中的模块映射为原子,零部件映射为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,通过零部件间的库仑力进行了模块划分;设计了再利用、再制造、材料回收等多重绿色约束矩阵和计算规则,对库仑力计算公式进行了修正;提出了基于准则的模块合并方法,将已有的工程知识有机融入到模块合并过程中;最后,以台灯为对象,应用所提方法进行了绿色模块化设计,并给出了改进方案。研究结果表明:改进后的方法所得模块划分结果较原方法有所减少,多重绿色约束的引入和基于准则的模块合并方法不仅提高了产品的绿色性,而且提高了方法的可操作性。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

考虑两两模块之间关联关系的产品模块划分方法

针对产品模块化设计问题,考虑了零部件之间的非对称及两两模块之间关联关系,提出了一种产品模块划分方法。通过设计结构矩阵来表达产品零部件之间的关联关系,利用FCM算法对零部件进行聚类,分析了两两模块之间可能存在不同的依赖关系,以模块内聚度和模块间耦合度为目标,建立了模块度准则,从而得到合理的模块划分方案。最后以起重机吊钩组为实例说明了产品模块划分过程。     

基于多域互用的数控机床模块化配置设计

为实现数控机床各级功能部件的选型优配设计,提出一种多域互用的数控机床模块化配置设计方法。通过机床功能部件的机电液属性池定义模块,根据模块的隶属与层次关系创建产品偏序模板。定义关键模块、相关模块、虚拟模块,以表征各模块的优先级与重要性。根据零部件选型与优配约束,确定模块的实例化规则。由可比属性间的模糊隶属度推算两模块相关性,通过Karhunen-Loeve变换遴选出关键模块,根据支持矢量机多分类实现产品树重构。由布局设计促进模块实例化,由结构变异实现难直接重用零件的互用,根据设计需求输出模块化物料清单与装配体,最终实现多域互用的模块化配置设计。开发了模块化配置设计原型系统,应用于HMS系列某卧式加工中心设计,结果表明,通过属性—模块—模板的层级映射将已有的数控机床设计拓展到布局域—选配域—变异域多域互用的模块化配置设计,扩大了零部件借用范围,降低了不同布局的产品族间的非标件比率,有利于提高数控机床的设计效率和质量。     

A systematic approach for green design in modular product development

In response to the changing market trend of having large varieties within a small production, green design and modular design have assumed significant roles in the product development process. This research applied quality function deployment (QFD) to achieve the goal of analyzing customers' needs. It also applied design structure matrix (DSM) based on the modular concept to group different design parts together to obtain optimized module efficiency. A balance between product development and ecological (ECO) friendliness can be achieved in advance if green QFD (GQFD) and DSM were introduced during the early design and manufacturing stages. Furthermore, using the result of GQFD, we proposed the analysis of DSM to find the result of coupled tasks. A pairwise comparative algorithm and loop analysis algorithm in DSM were utilized to decrease the number of module groups and find the most suitable clustering approach for further green design consideration. In this research, an electronic translator was used as a case study for the integration of green design with modularity. The main goal of this paper is to sort the importance weight values for green consideration by QFD during product development. These results can then be applied to finish modular grouping by DSM for subsequent green assembly and disassembly considerations of the products.     

绿色模块化设计方法研究

绿色设计强调在产品全生命周期内着重考虑产品的环境属性并将其作为设计目标;模块化设计则以面向模块和功能分析为主要特征,能够通过模块的选择与组合快速形成产品系列。将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来,引入层次分析法,提出了绿色模块化设计方法并简要分析了其设计流程。这种方法利用零件合并准则对零件进行合并,利用功能准则和绿色准则对模块进行划分,能够同时保证产品的功能属性和环境属性。最后以分体空调器室外机组为实例进行了验证和分析。     

零件绿色制造模型及表面绿色加工技术研究

零件的加工是制造过程中大量消耗资源、产生废弃物的主要环节,机械产品报废后的回收和再生利用的主体是零件,因此,零件的绿色加工是绿色制造的重要研究内容。基于绿色的观点,对零件的制造过程进行分析,建立了零件绿色制造特征模型;构建了零件绿色加工技术体系。进而,以零件表面成形为主线,对零件表面的绿色加工工艺过程进行了讨论,提出了基于“除去材料”和基于“增加材料”的零件绿色加工工艺过程方案。特别探讨了利用表面工程技术实现零件表面绿色加工的技术可行性。     

质量屋中顾客需求改进重要度的确定方法

研究基于粗糙集的产品规划质量屋中顾客需求改进重要度的确定问题.针对质量功能配置的顾客调查中需求具有不确定和模糊等特征,提出产品规划质量屋中顾客需求确定的粗糙集方法.基于粗糙集中的相对正域方法,确定顾客需求的基本重要度.对顾客需求满意度的改进比率的实现进行效率和风险分析,提出实现顾客需求满意度的改进比率的重要性概念及其计算公式.基于顾客需求的基本重要度、实现顾客需求满意度的改进比率的重要性和"顾客需求的卖点"的融合,提出一种顾客需求改进重要度的确定方法.以全自动洗衣机的产品质量改进为实例,说明所提方法的应用.     

Windows2000下设备驱动程序的设计

介绍Windows2000下两种设备程序的异同以及驱动程序的结构框架，讨论了驱动程序开发设计中的几个关键技术，包括内存管理、可重入性、端口访问、延迟过程调用、自定义定时器和硬件中断。最后简要介绍一个开发应用。     

基于Windows 2000的PCI驱动程序设计与实例

分析了Windows 2000驱动程序的种类,结合WDM框架与PCI驱动程序编程基本结构特点,研究了应用程序与PCI设备的通信方式。根据驱动程序设计实例,给出利用DriverWorks设计PCI硬件访问、中断处理例程接口函数的C＋＋编程方法,并利用本设计实例与多媒体定时器将采集数据结果进行了分析与比较。     

质量功能展开中顾客需求的最终重要度确定方法

提出了一种基于粗糙集的质量功能展开中顾客需求的最终重要度确定方法.根据粗糙集中相对正域的方法,构建了顾客需求的基本重要度获取模型.通过引进顾客需求竞争位次的计划改进增量、实际改进增量和可能性因子等概念来表征企业改进产品竞争力的意愿,进而提出了基本重要度的修正因子计算公式.基于顾客需求的基本重要度与其修正因子的合成,确定了顾客需求的最终重要度.最后,通过实例说明了该方法的应用.     

电致伸缩器在仿生扑翼飞行器中的应用

介绍了一种电致伸缩器的新颖构思;简述了电致伸缩器的工作原理.该电致伸缩器结构简单、制造方便,若材料选择适宜,将能获得较好的驱动力和较大的直线位移且质量较小,是一种具有较高应用价值的直线驱动器,尤其适用于生物器件的驱动,如仿生扑翼飞行器中扑翼运动的驱动.将电致伸缩器应用于仿生扑翼飞行器,通过控制电致伸缩器的"缩"和"伸",能实现翼在一定角度范围内的上下拍动.这种驱动方式,能减小驱动器的启动功率和整个系统的冲击载荷;当驱动两翼的电致伸缩器所施加的电压不同时可使两翼拍动幅值不同,从而实现不同的飞行动作,具有较高的灵活性.     

精密空气静压导轨组件的设计与分析

运用气体润滑技术设计出了一套空气静压导轨组件。该组件可以立、卧式放置,具有多种机械安装接口,能在各种不同结构和要求的加工及测量设备中安装使用。文章对该组件的整体结构进行了设计和论证,经试验调试表明设计的组件总体性能优良,完全能够达到预期的设计目的。     

精密空气静压导轨组件的设计与分析

运用气体润滑技术设计出了一套空气静压导轨组件。该组件可以立、卧式放置,具有多种机械安装接口,能在各种不同结构和要求的加工及测量设备中安装使用。对该组件的整体结构进行了设计和论证,经试验调试该设计的组件总体性能优良,完全能够达到预期的设计目的。