基于模块化的变型设计技术研究及CAD系统框架的构建

模块化设计方法和技术是支持产品族开发和快速变型设计的重要途径.文章对基于模块化的变型设计技术进行了深入的研究,并着重探讨了面向产品族的模块化产品结构构成模式及面向产品族的模块化变型设计的一般过程,建立了基于模块化的变型设计CAD系统的功能结构.     

面向广义模块化设计/制造的产品族动态模型研究

通过分析面向产品快速响应设计/制造的产品模型的特点,根据公理化设计理论,构建了面向广义模块化设计的产品族动态模型。通过对产品设计/制造过程的分析,分别建立了基于广义模块化的概念设计子模型、基于功能-结构映射的结构设计子模型和基于特征的柔性模块定义子模型,三者结合,满足了产品全生命周期各个阶段对信息的需求。     

液压机广义模块化产品族建模技术的研究

根据广义模块化设计原理,阐述了柔性模块以及柔性元结构等概念,并对广义模块化产品族作了整体规划,提出了以柔性模块为基础构建广义模块化产品族的思想,并结合整体框架式液压机的实例,分析了广义模块化产品族的具体创建过程.     

模块化快速设计中的产品信息模型研究

针对面向产品快速设计的模块化技术特点,提出了建立模块化产品信息模型的思想.在模块化产品矩阵规划方法的基础上,将模块化产品模型分解为产品方案模型、模块模型和接口模型三种模型.文中阐述了三种模型的信息组成和数据结构,为建立产品快速设计软件系统提供了技术基础.     

基于CBR的整体框架式液压机广义模块化产品族建模

将虚拟柔性模块引入广义模块化设计,通过模块的划分与规划,实现了结构复杂且不可再分的一类机械产品的广义模块化产品族设计,拓宽了广义模块化设计的适用范围;采用基于实例推理的方法,建立了整体框架式液压机的产品族和虚拟柔性模块族,为该类机械产品的快速设计提供了理论和技术支持.     

面向产品族演进的模块通用性研究

模块通用性程度的度量对模块化产品族设计或再设计以及演进过程具有重要的意义。分别从基于零部件的通用性指标和面向参数化产品族的通用性指标两个方面进行研究现状的分析,进一步指出了模块通用性与产品族演进关系。在此基础上,提出了基于模块化产品族结构模型的模块通用性指标,即由模块化产品族的模块功能、结构和特征参数三层要素合成,可以分别实现单个模块通用性和模块化产品族整体通用性的衡量,最后以轮式装载机产品族为例说明该方法的有效性。     

模块化产品族模型的研究

在产品族的四视图模型上,添加组合模型,得到由需求模型、功能模型、原理模型、结构模型和组合模型组成的产品族五视图模型.基于该模型,分别针对产品设计的三种类型,提出了三种模块化产品族的多视图模型.多视图模型中的每个模型都由通用块、变型块和定制块组成,且在结构模型中,综合考虑产品全生命周期的因素,对产品族进行模块划分,得到了模块化的产品族模型.最后通过一个实例对提出的方法进行验证.     

淬火机床的模块化设计应用研究

针对淬火机床制造企业普遍存在的开发能力薄弱、设计周期长、制造困难、成本高昂等问题,在分析现有模块划分方法的基础上,对淬火机床的模块化设计进行研究。通过基于参数的设计结构矩阵DSM描述淬火机床功能部件之间的关系。以模块的高内聚性、模块间低耦合性为划分原则,利用层次分析法AHP确定相关性指标权重,构建功能部件综合结构相关矩阵。结合层次聚类法,通过MATLAB软件作出谱系聚类图,以获得划分方案,实现淬火机床的快速开发。通过模块化设计,可以缩短淬火机床研发周期,实现大批量生产条件下的个性化生产,快速响应市场和用户的多样化需求,使其适应日益激烈的市场竞争。     

分层设计结构矩阵在产品模块化设计中的应用研究

为了适应模块化设计的发展需求,建立了基于BOM的分层设计结构矩阵,并提出了相应的产品设计过程任务规划的一般步骤。然后,从分层设计结构矩阵的角度,研究了各DSM间的信息交流与遍历方法,方便下一步任务解耦和任务重组策略的实现。最后,以二级圆柱齿轮减速器为例,说明了规划方法的应用,推动了模块化的产品结构管理、组织结构管理和过程管理的实现。     

基于信息依赖的模块协调划分方法

模块化设计可以要造出许多符合客户需求的各种产品，并且能降低产品的成本，本文首先分析公理性设计方法，在其基础上提出了基于信息依赖的设计结构矩阵进行模拟化的协调设计，两种方法的综合应用，使设计者不仅能从不同的域认识产品的结构，而且也通过单独的一个域描述产品，使产生的模块更加合理并提高设计质量。     

基于分层设计结构矩阵的航空产品工装模块划分

工装模块划分是航空产品工装模块化设计的关键环节。为提高航空产品工装模块划分的准确性,提出基于分层设计结构矩阵的航空产品工装模块划分方法。基于航空产品工装结构图建立分层设计结构矩阵,通过遍历构建全局设计结构矩阵,并运用聚类分析法得到工装模块划分的初始解,之后应用联系成本计算方法对划分结果进行评价,获得最优的模块划分方案。以某型号航空散热器焊接总装夹具为例,验证了该设计方法的有效性和可行性。     

基于模块化产品族的配置设计研究

面向大规模定制的生产方式是一种新型的生产方式,它必将取代20世纪大批量生产,成为21世纪工业的主流生产方式.如何高效便捷的配制出符合客户需求的产品是大规模生产方式成败的关键.基于模块化产品族的产品配置设计方法是解决这一问题的有效手段.文章阐述了粗纱机产品族的规划、模块的划分、基于模块化的变量配置设计、并结合粗纱机进行了实例配置.     

基于大规模定制的产品族设计研究

产品族设计是大规模定制设计的关键和核心,文章界定了产品族及产品族设计的概念,并从产品族设计的平台战略及客户参与的产品族设计方案两个角度出发,分析了国内外的研究现状,指出了现有产品族设计方法无法实现客户满意度和产品成本一致的问题。面向MC的产品族设计方法要以实现产品成本与客户满意度的最优组合为目的,在保证定制的前提下实现大规模的生产。     

单缸柱塞计量泵的参数化变型设计研究

为了改善单缸柱塞计量泵目前设计方法,在分析单缸柱塞计量泵的结构特点上,文章结合功能模块层次化基本思想,对单缸柱塞计量泵按功能进行层次模块划分.利用产品功能模块层的参数化建模技术,提出单缸柱塞计量泵变型设计过程中参数提取方法.在Pro/E 4.0为三维设计环境下,以Visual Studi0 2005为工具开发了单缸柱塞计量泵变型设计系统.采用模块化的参数化程序设计方法,实现快速有效的单缸柱塞计量泵产品变型设计.     

Mechanical Bus for Modular Product Design

Modular products consist of detachable modules that can be manufactured, assembled, and serviced separately and may be reusable, recyclable, or remanufacturable upon product retirement. Thus, modular design can provide benefits to many aspects of product life cycle. To realize these benefits, the connections between modules must be designed to facilitate operations for parallel manufacturing, assembly as well as post product life activities. This paper presents a new concept of Mechanical Bus for facilitating modular and platform product design. The characteristics and features of Mechanical Buses have been identified including bus functions, locking and release mechanisms, positioning and locating features and so on. A design method for modular platform design using Mechanical Buses has also been developed. Examples and a case study will be included to illustrate the Mechanical Bus and modular platform product design method.     

Evaluation of scenario-based modularization for lifecycle design

Although modular design is a key technique for lifecycle design, effectiveness of modularity on environmental consciousness is not clear. This paper proposes an evaluation method of modular product from the viewpoint of resource efficiency. First, a product is modularized by applying our modularization method based on its lifecycle scenario. Second, the modular structure is evaluated by assuming that each module goes through preferable lifecycle paths (e.g., upgrading, reuse, and closed-loop recycling) designated by the scenario but unmodularized components go through unpreferable paths. This paper also illustrates a case study in order to discuss effectiveness of the proposed method.     

变型设计策略在汽车检具设计中的应用研究

针对汽车新品研发中其检具设计效率不高等问题,提出一种基于模板的汽车检具模块化变型设计方法。明确产品数模与检具结构件之间的参数关系,划分检具装配结构层次,在此基础上构建变型设计模板,通过分析新产品数模设计特征的相似性进行模板调用。针对检具结构中各类元件的资源特性,通过算法实现结构件参数的自动分配。并结合UG软件的二次开发技术,实现了产品数模与检具模板之间的设计参数联动以及模拟块的生成。最后以汽车保险杠为对象进行应用,验证了该方法在检具设计系统中的有效性。