基于设计特征的机电产品低碳设计方法

为支持在产品设计阶段进行生命周期碳足迹评估以及设计方案低碳优化,提出一种基于设计特征的产品低碳设计方法。构建产品设计方案特征表达模型,来表征与产品生命周期碳足迹相关设计信息;通过分析产品设计特征与生命周期碳足迹的关联映射关系,提出基于设计特征的产品碳足迹评估方法;建立基于差分算法的低碳优化模型,以生命周期碳足迹最小为目标优化设计特征,获取低碳性能最优的设计方案;以某冰箱作为研究对象进行低碳设计,验证所提方法的可行性和有效性。     

并行设计思想在开发CAPP中的应用

探讨并行设计环境下基于特征模型的工艺设计过程,提出通过关联特征的约束推理和特征分组,实现加工工艺方案优化的方法,分析引起产品制造问题的原因,提供产品设计上的改进意见,或对设计知识规则进行更新,实现产品设计与工艺设计的双向动态控制和并行求解。     

面向机械装备节能设计的能耗信息描述与集成

清晰描述能耗构成,表达能量信息与设计信息之间的映射关系是实施机械装备节能设计的基础。在分析机械装备运行过程能耗因素的基础上,提出一种开放的能量信息描述模型——能量分解结构(Energy breakthrough structure,EBS),并建立设计-能量信息集成模型以表达设计信息的能量特征。EBS是一种结构化的能量描述模型,由一系列相互联系的能量要素构成,支持多层次的能量建模,上一层与下一层能量要素之间的关系既可以基于运行过程建立,也可以基于产品结构、能量转换及损耗关系等建立,能够适应多角度的能耗分析需求。设计-能量信息关联模型将关联两个信息域的问题转换为描述设计信息的物理和力学特性的问题,通过在EBS基础上提取力、位移、压力、流量等能量特征,并映射相关的几何特征、运动特征、动力特征等设计特征,实现能量信息和设计信息的本质关联。最后以重型板式给料机为例分析了模型及方法的有效性。     

MBD关联设计技术在航空发动机结构协同设计中的应用

MBD技术的应用可以保证产品在设计、分析、制造过程中数据源唯一,避免重构模型,从而保持上下游数据的一致性。现对应用MBD关联设计技术进行航空发动机结构设计,尤其是在总体和部件方案阶段模型建立过程中MBD关联设计技术的应用进行了探讨,并对MBD标注方法和控制模型建立方法的应用展开了讨论。关联设计技术的应用可以减少设计差错、避免更改遗漏,缩短产品研制周期,提高产品设计质量。     

面向集成的特征建模技术研究

针对基于特征的设计与制造集成的产品建模要求,提出几何模型与工程属性数据分离,并通过指针、引用建立关联的模型结构.该模型将数据统一管理,零件属性信息以独立于模型的XML(可扩展标记语言)文件形式保存.不同阶段所需信息通过XML文件进行传输.几何模型数据来源于特征库中的特征和用户自定义特征,以及人工输入的工程信息.在统一的产品模型数据源下,建立包含产品设计与制造信息的集成模型,为实现CAD/CAM集成提供数据.     

支持方案设计和技术设计的产品模型研究

基于表达设计意图和支持产品设计全过程的思想,分析方案设计和技术设计过程及产品信息的形成过程,提出支持产品方案设计和技术设计的产品模型。给出了产品组成结构、装配关系和结构设计3类产品信息的模型,其中结构设计信息包括装配特征、工艺特征和结构特征。列举并分析实现装配关系的装配特征实例,研究装配关系与装配特征间的功构映射,提出依据工程实际建立装配关系与装配特征间的稳定映射,实现产品设计知识的显示表达。最后用实例说明产品信息的传递和生成过程,验证该模型的有效性。     

支持产品设计过程的制造知识IDEF0模型

为了减少在产品设计过程中因缺少时制造知识的关注而导致的设计失误,研究了制造知识对产品设计过程的支持.首先分析了产品的设计过程及制造知识的内容.根据产品设计各个阶段的任务,分析了支持设计决策的制造知识需求.最后基于IDEF0的图形化过程建模方法,对产品设计过程及制造知识的支持机制建立模型,为支持设计决策提供了途径和方法.     

产品可制造性逐步评价方法

提出一种面向并行工程的产品可制造性逐步评价方法,其评价对象可以是产品详细设计阶段的不完整的特征模型,因而可在设计过程中的任一时刻进行可制造性评价。为了保证评价方法的连贯性和评价速度,仅对前一次评价之后可能产生新的可制造性问题的特征进行评价。对产品设计过程中的特征的改变状态进行了研究,提出在产品设计过程中确定特征之间可制造性影响关系的方法,并通过影响关系找出确需进行评价的特征集合,然后采用基于规则的方法来评价特征的可制造性。     

基于改进型功能方法树的产品概念设计

介绍了产品设计过程和概念设计的方法,分析传统功能方法的原理、组成与不足.提出了基于知识库的改进型功能方法树,促成产品概念设计模型的建立,得到多种有效的产品设计方案;最后.通过自动化糖果包装机设计为例验证了方法的可行性.     

基于人机工程学的工业产品虚拟设计研究

从人机工程学与产品设计的关系出发,研究基于虚拟设计的产品设计方法与实现形式,并利用人机交互方式对产品设计模型进行验证,同时利用网络虚拟现实技术对产品设计进行用户间的交互设计与分析,从而达到了从产品人机工程学虚拟设计到产品制造的闭环过程,此方法降低了产品设计成本,提高了产品设计质量.     

基于联合学习的概念设计知识抽取与图谱构建

为提高产品概念设计过程中设计知识获取效率，解决设计知识碎片化、推理性差、可视化程度不高等问题，提出了基于联合学习的设计知识抽取与图谱构建方法。首先，根据设计知识需求和产品概念设计流程，构建了面向产品概念设计的设计知识图谱框架，然后，分析了设计知识提取过程中实体关系重叠问题，建立了基于联合学习的设计知识抽取模型，该模型通过ELECTRA算法进行语义编码，利用联合学习方法将实体关系抽取转换为各关系上两实体映射。通过真实设计数据和DuIE公共数据集对比实验表明，该模型知识抽取效果显著优于对比模型。最后，将该方法应用于文化创意产品设计知识图谱开发，为设计师提供关联化、可推理、可视化的设计知识，辅助进行产品概念设计。     

面向航天产品的全三维产品KBE设计制造模式研究

全三维环境下知识工程的深入发展是设计制造领域智能化的重要研究内容。本文将基于模型定义技术(MBD)与知识驱动技术(KBE)相结合,按照航天产品设计标准,以统一的数字化设计制造数据规范建立知识驱动的产品设计制造平台,以MBD模型整合装备制造业产品设计和工装设计领域的三维设计模型、设计标准手册和设计经验,为航天产品生产提供知识积累、共享、重用的应用环境,使知识围绕产品设计过程成为可配置、可重用的资源。     

基于WWW/Internet个性化制造系统的构造方法研究

在分析异地设计、协同设计系统的基础上,提出了一种基于WWW/Internet个性化制造系统结构。个性化制造系统就是在Internet环境下,能够使个体用户参与企业的产品设计与制造过程,从而实现产品的个性化,提高产品创新能力。讨论了在个性化制造系统实现中的几个技术问题——产品信息模型、以产品类为导向的产品设计方法组件,以及基于Web的产品驱动模式。     

面向总体方案决策的产品评价

本文将知识和创新作为评价产品设计的重要指标之一 ,建立了一套评价指标及其评价模型。基于绿色制造和可持续发展思想 ,提出基于类比的指标值确定方法和分阶段评价思想。并采用基于灰色关联分析的方法进行产品设计方案的综合评价     

基于公理设计的产品配置建模方法及其应用研究

提出基于公理设计的产品配置建模方法,在详细讨论产品设计过程中功能-结构域间映射的基础上,将具有约束信息的功能要求定义为功能-约束集成单元,将具有特征信息的设计参数定义为结构-特征集成单元,通过建立系统数据库和结构-特征集成单元间的特征关系,构建基于结构-特征集成单元的产品配置模型。公理化设计理论的引入,使得产品配置建模更加科学化,并使设计者能在众多复杂的方案中快速做出正确的选择。最后以柴油机产品为例,建立了柴油机产品的配置模型。     

基于产品制造过程内含能分级的冲压车间节能调度研究

冲压制造离散性强、工艺复杂、能量损耗较大,为实现冲压制造过程的节能和高效运行,在保证最大完工时间受影响较小的前提下降低能耗,以冲压车间为对象进行了节能调度研究。建立面向冲压车间的多目标节能调度模型,采用多目标优化算法进行求解,得到Pareto解集。提出基于产品制造过程内含能分级的方案评价与选择方法,计算出不同调度方案下各产品的制造过程内含能并进行分级处理,选择出产品制造过程内含能较小的调度方案作为最优执行方案,提高了节能调度的可行性。最后,应用某冲压车间生产实例验证了节能调度模型和基于产品制造过程内含能分级的方案评价与选择方法的可靠性,与原始调度方案相比,车间总能耗与最大完工时间均实现了降低。     

具有迭代特征的复杂机械产品概念设计模型

针对机械产品概念设计的复杂性,提出一种基于迭代的功能－行为－机构－结构模型(FBMS)。从机械产品设计的特点出发,研究复杂机械系统的功能、行为、机构和结构之间的关系,揭示行为和机构在功能到结构转换过程中的桥梁作用,由此提出基于行为和机构的映射关系,进而结合设计过程的迭代特征建立基于迭代的FBMS模型。在综合考虑该模型中各要素特点的基础上,给出其形式化描述方法。通过对迭代设计过程中行为和机构作用特点的分析,给出迭代设计的具体步骤及相应的迭代算法流程。以一个具体机械产品设计为例,对FBMS模型的有效性进行验证,并对其整体特性进行分析。结果表明,该模型有助于机械产品概念设计阶段的机构组合创新,以及功能与结构之间的优化匹配。     

基于属性映射的产品绿色设计方案优化方法

针对产品绿色设计方案受多因素耦合影响,不易对其优化的问题,提出基于属性映射的产品绿色设计方案优化方法。基于产品功能结构分解模型,建立产品模块实例库,采用正交试验设计安排样本空间,基于支持矢量回归(Supportvector regression, SVR)理论,对优化变量与优化目标间的映射关系进行拟合,进而建立产品设计方案多绿色属性与多模块功能实例之间的映射关系;采用非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ),选取绿色属性最优的产品设计方案作为目标,对离散变量进行多目标优化,从众多可能解中快速、准确的寻出Pareto解集,从而生成产品绿色设计优化方案。以喷墨打印机产品绿色设计方案优化为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于企业资源的设计重用研究

在中国国家“十五”科技攻关重大项目《沈阳市用高新技术改造传统装备制造业示范工程》支持下，研发大型成套装备产品设计开发支持系统技术，解决产品设计开发方法问题，报告基于企业资源的设计重用研究成果。 通过对当前中国大陆机械制造企业产品开发设计现状的分析，基于产品并行和协同设计理论，提出设计关系模型，以体现产品设计的并行、协同、面向全生命周期等属性；突出设计师对设计过程的触发和参与——在从概念设计到详细设计的过程中，设计师应能简捷有效地在一定层位对设计进行修改。 借助产品创新设计原理、方法及合理化工程等理论，分析产品开发与建模过程。以最大限度实现并行工程与协同工作环境的设计重用，提出基于并行工程的机械产品创新设计平台PDM概念。平台PDM由基础环境层、应用支持层、应用工具层及应用界面层组成。提出产品设计过程及产品结构物理模型，基于实例与特征技术、产品结构与PDM映射，建立数学模型、映射模型及实例模型，明确设计过程关系，使PDM系统成为实现概念设计重用的系统。     

面向复杂产品的智能设计及成本估算模型

针对基于实例设计方法应用于复杂产品时难以实现相似实例搜索、修改和产品成本估算的问题,提出一种通过建立产品的全局特征属性建立产品功能属性与全局特征属性映射关系的方法。全局特征属性包括产品结构的几何属性、材料属性和制造属性。基于多级神经网络建立功能属性与全局特征属性之间的映射模型,并在此基础上建立了适合复杂产品的智能设计和成本估算模型,实现了复杂物理结构相似性评价、适应性修改方案自动生成和新产品的成本估算。论述了全局特征属性的描述方法、映射模型的构建方法和基于距离的相似实例搜索方法。结合实例验证了模型的可行性,为复杂产品智能设计提供了技术支持。