基于SPEA2+的产品族模块单元多目标规划方法

在分析零件功能和物理特性的基础上,应用模糊数学理论给出产品族模块单元规划准则的量化计算方法,建立产品族模块单元多目标规划优化模型。针对传统的目标加权法在模型求解中的不足,采用改进的强度Pareto进化算法(SPEA2+)对模块单元多目标规划问题进行优化求解,从而得到一系列基于Pareto解集的产品模块规划方案,并利用模糊集合理论的Pareto综合选优方法得到了产品模块多目标规划的最优方案。结合项目实施以缝纫机为应用实例,验证提出方法的有效性和适应性。     

面向性能的定制产品感性意象评价方法研究

机械产品的设计已经从功能层面的满足上升到情感层面的满足,功能不再是唯一的重点,机械产品特别是定制产品的性能越来越受到重视。感性意象是用户对产品性能表现形成的印象,决定了产品是否能够满足用户高层次的情感需求。提出一种面向性能的定制产品感性意象评价方法,采集脑电信号用于反映用户的感性意象,并以此为主要依据,验证产品的性能。为了精确、全面地反映用户对于定制产品性能的感性意象评价,综合客观评价法和用户主观评价结果对采集的脑电信号分级标定。以乘客对于高速电梯乘运性能的评价为例,通过小波包分解提取乘客脑电信号的特征,利用随机森林算法实现对于电梯运行过程中脑电信号的分类。从而建立一种针对高速电梯乘运性能的感性意象评价模型,实现脑电数据特征的约简,得到了一种新的电梯乘运性能评价指标。通过脑电信号将乘客使用电梯产品时的愉悦感、舒适性量化表达,为定制产品感性意象评价提供了一个新的理论与方法。     

夹杂物对轴承滚动接触应力场的影响分析

建立基于无限边界的含夹杂物滚动轴承赫兹接触有限元模型,分析夹杂物位置深度、夹杂物与基体材料的弹性模量比和不同类型夹杂物对轴承滚动接触应力分布的影响,分析脂润滑状态下夹杂物对滚动接触应力场的影响,探究了接触区摩擦因数对次表层应力场的影响。结果表明:夹杂物对应力场的影响随其位置深度的增加而减弱;软夹杂物产生的应力集中效应随其弹性模量增大而减小,硬夹杂物产生的应力集中效应随其弹性模量增大而增大;在其他参数相同时,具有不规则棱角边缘的AlN夹杂物对应力场的影响更明显;切向摩擦力导致最大Von Mises应力位置向零件表面偏移,当接触区摩擦因数增大到一定数值后,轴承中最先发生微观疲劳裂纹的位置从夹杂物附近转移到零件表面。     

自感型功能结构研究前沿与展望

目的 对自感型功能结构的研究进展进行归纳和分析,并对其发展前景进行展望。方法 定义自感型功能结构的概念,分析自感型功能结构的设计流程,揭示自感型功能结构的内涵,并从敏感材料、制造方法、响应激励3个视角对自感型功能结构设计的研究进展进行分类,证明其可以通过元胞性能设计、基元构型制造和序构综合调控的设计方法进行制备并应用于实际场景中,实现结构—功能的一体化。结果归纳了自感型功能结构的设计与制造研究进展,总结了自感型功能结构的重点技术和在不同领域的突出性成果,结合自感型功能结构的概念内涵,对其在机械、材料、生物等领域的应用进行了展望。结论自感型功能结构可以对本体和环境的变化进行感知,按照设计好的特定方式发生功能或性能的变化,具有结构构型高效、感知对象多样、感知元件集成等特点,在相关领域中具有广阔的应用前景。     

基于改进的非支配排序遗传算法的模块化产品多目标配置优化研究

在产品族模块化设计的基础上,应用模糊数学评价理论与最小二乘法,构建了以产品性能、成本及出货期为目标函数的配置优化数学模型,并采用基于改进的非支配排序遗传算法对三者进行并行优化.由此获得一系列基于Pareto最优集的配置方案来满足不同客户对产品性能、成本及出货期的要求,解决了客户需求侧重点对产品设计结果的适应性处理.最后,结合项目实施,给出该方法在机床制造业中的典型应用实例,验证了文中提出方法的有效性和适应性.     

集成环境下创新产品进化设计技术研究

从创新性与重用性相结合的角度探索集成环境下创新产品设计概念和设计过程的发展规律,系统地提出了基于语义单元的创新产品进化设计理论和方法,深入地研究了产品运动进化设计、装配进化设计、结构进化设计和重用进化设计中的关键技术,并结合企业具体应用,将上述理论应用于实际产品开发中,取得了良好的效果。实例研究结果表明,该设计方法可使设计者更直观自然地在高层次的语义层上表达产品设计信息,实现了对计算机辅助创新设计的支持。     

基于智能聚类算法的产品粒度确定方法

通过分析当前的聚类算法在产品模块划分过程中普遍存在的局限性,结合产品配置的特点,对模糊C均值算法所构建的具有片面性的目标函数和爬山法寻优模式的缺点进行了改进,并用于产品的模块化结构规划。提出了一种利用演化细胞学习自动机与改进后的模糊C均值聚类算法相结合的智能聚类算法进行产品粒度划分。在分析影响配置设计主要因素的基础上,建立需求满意度、装配复杂度和变型设计复杂度等三个量化指标,对不同粒度层次下模块划分结果的合理性与有效性进行评价,进而确定出最佳的粒度大小和模块数量。最后,通过实例验证说明了所提方法的可行性。     

基于自主ERP和商业BI工具的制造业商务智能发展模式研究

结合我国制造业的具体情况,考虑企业自身的信息化水平和应用基础,提出了基于自主ERP和商业BI工具的制造业商务智能发展模式 结合该模式的技术特点,分析了模式适应的企业特征 研究了模式平台的主要技术路线包括商务数据的ETL技术、产品配置管理技术、生产过程动态规划技术等.     

基于Pareto蚁群算法的拆卸线平衡多目标优化

为提高产晶拆卸效率,针对拆卸线平衡问题建立了数学模型.该模型以最小拆卸线闲置率、负荷均衡和最小拆卸成本为优化目标.结合拆卸线平衡问题的具体特点,提出了一种改进的基于Pareto解集的多目标蚁群优化算法.算法采用小生境技术,引导蚂蚁搜索到分布良好的Pareto最优解集,并以被支配度和分散度为个体评价规则.实验测试结果表明了该算法的可行性.最后,结合企业生产实际,给出了所提模型与算法的具体应用.     

基于有效工作寿命的多变量动态均衡设计及其度量方法研究

针对机械产品各关键部件设计寿命差异较大,设计寿命较短的关键零部件容易发生故障,从而导致停机维修甚至停产报废的问题,定义机械产品关键零部件有效工作寿命,给出机械产品关键零部件有效工作寿命的度量方法,建立基于有效工作寿命的机械产品多变量动态均衡数学模型,提出机械产品多变量动态均衡设计方法。通过求解获得关键零部件的预防性维护措施优化方案,在故障发生之前对关键零部件实施预防性维护措施,消除或减少关键零部件故障的发生,均衡各关键部件的有效工作寿命,同时满足机械产品维护费用成本指标与整机可靠性指标约束。应用该方法对某型号空分设备透平膨胀机主机进行多变量动态均衡设计,证明该方法在工程应用中的正确性与高效性。