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FBS的注塑模抽芯机构概念设计方法研究

针对注塑模抽芯机构设计的特点与要求，应用基于功能一行为一结构的概念设计方法，通过分析注塑模机构概念设计的一般过程，建立了基于FBS的注塑模抽芯机构分层映射模型和求解模型，实现了抽芯机构概念设计的智能化。     

基于功构映射的拆卸设备设计方法

针对拆卸对象和拆卸过程对拆卸设备设计的特殊要求,提出了基于功构映射的拆卸设备设计方法。将拆卸设备的概念设计过程定义为需求域、功能域、行为性能域和结构域之间的映射过程和求解过程,利用面向对象技术构建了拆卸设备设计的需求信息集合;运用功能分解和功能表面集成规则构造了功能集合和行为性能集合;定义了拆卸设备设计过程的需求-功能映射模型和功能-结构映射模型。通过需求信息的层级提取、映射和参数化,生成了用于拆卸设备结构重构的基本约束矩阵,用于指导拆卸设备的创新设计。通过键盘拆卸设备的设计,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于功能元耦合的注塑模机构设计方法研究

这里提出了基于功能元耦合的注塑模机构设计方法,分析了基于功能元的注塑模机构需求特征模型以及机构元特征模型,并在此基础上描述了注塑模机构的设计过程。研究以注塑模机构为对象,以功能元耦合为理论基础,开发了基于功能元耦合的注塑模机构设计原型系统。     

基于功能特征结构映射的夹具设计模型与方法

为实现夹具设计的智能化,基于功能论的设计方法,通过对夹具的功能进行分析和分解,研究了夹具功能的表达和夹具的设计过程,建立了基于功能特征映射模型的夹具设计过程和方法。构建了夹具的功能模型,提出用特征作为夹具功能和结构的中介,建立了功能-特征-结构的映射模式。在对夹具设计中的约束进行分析的基础上,总结了夹具各子功能的备选特征集,运用模糊映射的理论实现夹具功能到特征和特征到结构的映射,得到夹具的结构方案。最后,用钻模设计进行了实例验证,证明了该方法的可行性和有效性。     

基于知识模板的复杂产品设计重用方法研究

为实现复杂产品设计知识的莺用,提出了基于面向对象技术的知识模板概念.用统一建模语言建立了复杂产品设计阶段的功能-行为-结构模型.通过功能分解和结构映射,将功能信息和向何信息集成封装在一个类模板中.基于功能域、行为域和结构域三个映射域,设计了功能分解算法,从而形成可重用知识.知识模板通过组成模板的静态和动态知识提取并加以综合获得,利用相似度数值的计算进行模板的选择与匹配.最后以叉车产品功能分解和结构映射所形成的知识模板,说明了所提出的设计重用方法的实际应用.     

基于位姿图和性能融合的产品布局设计方法

为解决产品布局智能化设计问题,对产品布局设计方法进行研究。根据机械产品方案设计中结构布局约束的特点,提出基于位姿图和性能融合模型的产品布局设计方法。该方法对产品布局约束关系抽象化,建立布局设计约束之间的关系表达。在性能求解方面,构建产品功能需求模型、运动功能配置和模块结构之间的映射,得到产品简化布局模块结构。在此基础上,以低序体阵列表达产品布局拓扑结构,并且利用位姿图建立的空间布局模型,对产品模块结构进行定位、定序及邻接等关系的描述和布局组合操作,得到产品结构布局方案。在Pro/E平台中,利用VC.net 2003工具二次开发产品布局设计系统,以数控机床产品布局设计为例,运用提出的方法对其进行布局约束信息表达和布局求解,验证该模型的可行性和有效性。     

机械产品概念设计BFBS混合映射方法

为实现结构到功能的映射,提出一种行为-功能及行为-结构混合映射的方法.在定义行为模型、基本功能体和元功能的基础上,对行为、基本功能体和元功能进行详细分类,然后根据行为、功能和结构间七种基本映射类型,以行为作为中间过渡信息连接结构和功能,通过基本映射类型在行为、结构和功能间的反复混合映射,将产品结构与产晶功能紧密联系.最后由元功能对基本功能进行合并,根据合并过程所获得的功能组织结构,完成对产品各部分的理解,达到结构到功能映射的日的.通过在摩擦驱动装置分析中的应用,验证了该方法的有效性和实用性.     

面向整体设计的客车件冲模CAD系统的实现

基于现代设计方法和计算机信息技术 ,开发了基于功能 -结构映射、支持自上而下整体设计的客车件冲裁模CAD系统。介绍了系统的总体结构、模具设计功能树的建立思想和层次化部件装配模型的特点 ,阐述了模具结构设计过程中不同层次上设计信息的处理方法 ,并通过一功能元件的设计实例说明了基于该系统的冲模设计过程。     

基于自动机的可配置产品功构映射过程研究

针对现有可配置产品功能结构域映射实现方法的局限性,给出了面向配置设计的产品功构模型知识表达.根据模型层次节点功构单元间结构特征,提出了基于半环赋权自动机的单约束线结构产品功构模型功能结构域映射实现方法;按照"析取-合取"策略,运用自动机析取、同效、去冗余性等方法将多约束树型产品功构模型析取为若干相对独立的线结构产品功构模型,按单约束线结构产品功构模型映射方法求解,将所有解运用"合取"方法,实现了多约束树型产品功构模型功构映射.最后,通过在液压机配置设计功能结构映射中的应用,表明了上述方法的有效性.     

面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法

针对机器人辅助模具精密抛光系统发展的要求,提出了一种复杂模具曲面三维重构方法。分析了模具抛光件型线三维重构方法的原理和实现过程,并详细讨论了面向精密抛光的复杂模具曲面三维造型方法的关键技术,包括节点的选取、端点切矢的选取等;给出了在精密抛光系统中,复杂模具自动抛光曲面的编程控制策略和实现方案。应用所提的面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法能使精密抛光系统在加工的不同阶段始终蕴涵不等的模具曲面加工信息,从而提高了抛光效率和产品质量,并降低了工人劳动强度。     

基于流程控制的纺织生产管理系统可重构设计

针对目前中小纺织企业存在的生产管理问题,提出了一种可重构的纺织生产管理系统设计方案,该系统包括流程控制和生产物料计划等模块。针对纺织生产基于流程控制和面向订单的特点,提出了流程节点模块化和订单信息抽象化的设计模型,并建立了业务注册机制,实现了流程控制模块的重构;节点模块化将流程步骤封装为处理单一事务的模块单元,订单抽象化将订单生产相关信息整合为通用元素集合,实现了业务内容与系统框架的松耦合;结合企业开发框架Jboss Seam和工作流引擎jBPM加以实现。研究结果表明,该设计方案可以较好地实现系统的重构性,便于系统的改进和移植。     

基于 CPS 的可重构制造系统在互联工厂的应用

为了解决个性化定制与大规模生产的矛盾,应用 CPS 技术和模块化制造单元,建立了完整的可重构制造系统,实现大规模个性化定制产品生产流程的高效协同。在研究了面向大规模个性化定制可重构系统特性的基础上,构建了基于 CPS 的可重构制造系统架构,研究了可重构系统的关键核心技术。建立的系统可以将生产制造的复杂行为转换为实际数据信息,通过重构分析、智能决策和动态优化调整模块化制造单元,使整个生产环节的制造资源处于有序可控状态。通过在互联工厂展开应用落地验证,结果表明了该系统的可行性和有效性。     

塑料注射模具的并行设计方法

塑料制品注射成型属于一次成型工艺 ,传统的串行模具设计和制造方式 ,造成了对设计经验的过分依赖和模具返修率的提高 ,本文举例介绍了基于流动模拟技术的注射模并行设计方法 ,说明了 CAE对模具结构设计和相关注塑工艺的指导作用。     

面向并联机器人驱动器故障的容错纠错方法研究

基于机构类型演化提出了一种具有驱动器故障容错功能的1TP+3TPRS型并联机器人的新结构;研究了机器人的机械系统容错重构策略;在位置反解的基础上导出了机器人的重构规划算法;对于退化机器人容错性能指标的研究,定义了容错空间影响因子,可以用来衡量机器人在发生故障后的容错操作能力;基于这个指标,提出容错并联机器人的结构参数优设计方法;通过模拟动平台按预期轨迹运动时某驱动器在不同时刻发生故障的情况,比较了退化机器人的工作状况,结果表明基于容错空间影响因子的结构参数优设计方法对于提高容错性能具有重要的意义。     

有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程规划方法

在比较现有产品设计过程建模方法的基础上,利用设计结构矩阵与多色集合的互补特性,提出了一种基于加权有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程模型,加权有向图分别将设计过程分析与重组,以及设计任务分配与调度所需的信息,传递给混合设计结构矩阵与多色集合,从而将整个规划过程相关信息集成在一个模型中加以综合运算,在全面支持产品设计过程规划的同时,提高了规划效率和准确性,且便于编程实现.最后,以某型飞机装配型架设计过程规划为例进行验证,结果表明,基于该模型的算法可达到实现快捷、结果合理的目的,满足了企业对产品快速并行开发的需求.     

统一重构元模型及重构过程研究

目前企业内各种形态的领域重构模型尚缺乏一种统一描述重构语义的抽象机制。为解决该问题,针对各领域重构模型的共同特征,提出了一种统一重构元模型,并形式化地定义了构成重构元模型的基本实体——可重构对象、可重构因素和可重构方式,以及由这些实体构成的重构单元及其之间的重构依赖关系。将重构元模型与特定领域的业务模型结合起来,可得到特定领域重构模型,并以重构关系图的形式表达。给出了依据特定领域重构模型进行实际重构的过程,并将该过程分解为确定重构需求、重构影响分析、确定重构方案和完成重构事务4个步骤,保证了重构的完备性、正确性与一致性。     

某卧式吸尘器中框零件结构设计分析

以吸尘器中框零件为例,分析其结构设计约束条件即功能性结构设计约束和工艺性结构设计约束,具体说明在两种设计约束下,吸尘器中框零件的设计规则与方法,标定了常用值.随后用CAE软件Moldflow模拟仿真该零件的的注塑过程,讨论在不同壁厚设计下的零件成型翘曲量,得出合适的零件壁厚值.最后总结了此类小家电塑胶件设计的通用性方法.     

浅析注射成型塑料件结构设计

从注射成型塑料件结构设计的角度出发,结合材料本身特性及注塑生产的工艺特点,总结了注射成型塑料件结构设计上的一些要点和注意事项,列举了若干设计中经常采取的结构形式和改进方法,为注射成型塑料件的结构设计给出了参考。     

Improved net rewriting system-based approach to model reconfiguration of reconfigurable manufacturing systems

This work aims at presenting a method for rapidly reconfiguring Petri net (PN) models of reconfigurable manufacturing systems (RMS). We start with introducing the model of improved net rewriting systems (INRS), which supports dynamic structural changes in a PN model without losing its important behavioral properties, i.e., liveness, boundedness (or safeness), and reversibility. Based on INRS, the method for rapid reconfiguration of Petri net models for RMS is proposed and an implementation algorithm is designed as well. In our method, changes in a RMS configuration adjusted with production demands can be rapidly formalized into graph rewriting rules of an INRS called model reconfigurator whose underlying Petri net is the existing Petri net model. Subsequently, by applying these rewriting rules, the existing Petri net model can be reconfigured rapidly into a new one for the RMS with a new configuration. Validity of the resulting Petri net model can be guaranteed naturally throughout the whole reconfiguration process and thereby there is no need for verification. A case study is provided that demonstrates the reconfiguration process of a Petri net model for a reconfigurable manufacturing cell. The given case study shows that the proposed method is capable for reconfiguring PN models of RMS in a rapid and successive manner, without requiring verification.