基于Muti-Agent的复杂产品多学科协同概念设计实现

复杂产品的概念设计是多学科领域相互协作、推理和高度迭代的过程,是一个典型的不良定义求解问题。为了支持其计算机辅助设计,首先建立了复杂产品的多学科协同概念设计模型,定义了加合式、耦合式和突变式三类横向协同类型,分析了纵向往复映射路径;其次构建了基于Muti-Agent的复杂产品多学科协同概念设计环境,研究了学科Agent的组成以及多学科Agent协同求解与推理的实现机制;最后以某型针式打印机的概念设计过程为例说明了应用过程。     

一种支持多利益相关者协商的复杂产品概念设计方法

复杂产品的概念设计是用户、设计者、制造者、产品经理等多利益相关者参与的过程。为了支持多利益相关者参与的产品概念设计过程,基于多利益相关者的协商特点,建立了多利益相关者的产品概念设计过程模型,结合试验设计、响应面构建和数值寻优算法,提出了多利益相关者一致性协商方法,并制定了协商一致性条件不满足时的调整策略。最后以自助式轮椅概念设计中功能一致性协商过程为例,说明了该方法的具体应用。     

功能需求内生式产品创新设计方法及其实现

基于对产品自身蕴含的进化特性信息挖掘的设计思想,提出了一种功能需求内生式产品创新设计方法.通过引入系统功能分析方法对已有产品建模,从超系统组件功能关联、系统内单组件功能改变、系统内多组件功能组合三个角度,运用功能相关矩阵、功能裁剪、功能合并等策略及工具进行功能遍历扩展.针对内生的功能需求进行概念求解及方案确定,形成最终产品创新方案.基于激励模型的创新应用流程,开发了相应设计功能模块.以冰箱制冰机的改进设计为例,验证了所提方法的有效性与实用性.     

基于耦合强度和模糊设计结构矩阵的多学科解耦规划方法

为了提高设计效率,分析了多学科设计优化过程中的学科耦合信息,利用灵敏度方程计算学科耦合强度,并根据学科耦合强度划分耦合等级,构建了基于耦合强度的模糊设计结构矩阵,用截断、规划和聚合三种方法对基于耦合强度的设计结构矩阵进行解耦规划,优化了各学科的执行顺序,减少了耦合迭代.采用该方法对数学算例进行解耦规划,结果表明了该方法的有效性.     

基于创新认知思维过程多参与者协同创新设计研究

企业产品研发活动,往往是多参与者协同创新思考的过程,认知思维过程较为复杂。基于认知思维特点,构建出协同创新认知思维过程模型,提出一种多方法集成创新策略及设计流程。结合设计流程,针对协同创新人员、过程操作、信息决策等方面进行探究与确定,组织、规范和控制各参与者的设计行为和思维操作,以促进集体创造力发挥,推动创新活动开展。最后,以打钉机创新为例,演示了这一协同过程,以验证其应用的有效性与实用性。     

气动平衡助力机械手反馈控制系统设计

针对气动平衡助力机械手负载端力臂不断变化的随位平衡问题,提出通过反馈控制实现机械手随位平衡方法。在采集气缸输出端压力基础上,将输出压力信号实时反馈给气缸输入端控制器——主气控调压阀,通过对主气控调压阀输出端的气压调节,使气缸输入端压力和输出端压力达到动态平衡,实现机械手在负载端力臂变化情况下的随位平衡。实验结果表明:在额定载荷下,人手能轻便地移动机械手;当停止移动时,机械手在无手操纵力下能自动平衡。     

元模型的复杂产品多学科信息建模方法

为了有效地支持复杂多学科产品设计中的信息共享、交互以及多学科模型之间的动态转换,结合元模型的建模思想,提出一种基于元模型的复杂产品信息建模方法.根据复杂多学科产品设计过程的特点,采用设计元模型对多学科产品设计过程信息进行抽象表达,并建立设计元模型和学科元模型之间的映射关系,实现了基于元模型的学科模型的动态转化.最后以某机型机翼的多学科信息建模为例,说明了该方法在复杂产品多学科信息建模中的应用过程.