基于可拓理论的产品配置设计

为实现计算机支持下的产品快速响应设计,提出了一种基于物元模型和可拓理论的产品快速配置设计方法.该方法首先建立形式化表达模块和模块族的物元模型.以产品族为基础,针对具体的客户需求,利用质量功能配置瀑布式分解方法对期望产品进行层次性展开,以获得期望模块物元.基于期望模块物元,采用相似匹配算法从模块族中模糊匹配出相似存在模块,以形成产品的初步配置方案.通过解析结构建模方法,确定相似存在模块变换的结构层次.通过相似存在模块的可拓变换,得到具体的期望模块,以建立产品结构方案.最后,以堆垛机为例,验证了产品快速配置设计方法的可行性.     

基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,结合可拓数据挖掘方法提出了基于性能驱动的可拓数据挖掘产品配置设计方法研究。首先通过对客户个性化需求的定量与定性化分析,建立客户需求分析模型;其次对配置模型的参数知识进行可拓知识挖掘,并对产品布局结构的变换阈值知识进行相互匹配与矛盾问题消解,建立变换消解模型及满足客户需求的可变换阈值解空间;然后在此基础上,对产品配置过程中的知识组合矛盾问题,进行基于可拓数据挖掘的传导变换,求解出满足客户需求的配置解空间;最后基于Visual C++6.0、Solidworks等平台开发软件建立了产品的快速配置系统,通过实例测试,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于知识的大规模定制产品可拓配置设计

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,提出了基于知识的大规模定制产品可拓配置设计理论与方法.通过分析产品设计过程中的信息处理,明确了基于知识的设计系统开发思路,应用物元理论与可拓学方法,对大规模定制的典型机械产品进行基于数据库的可拓分类知识挖掘,建立满足产品个性需求性能的可拓配置变换规则、关联函数及与之对应的产品可拓配置集等,并将其有效地应用到单体液压支柱的个性化配置设计中.应用实例表明:该方法不仅能快速满足大规模定制设计的个性化要求,而且能为计算机参与解决配置设计矛盾问题提供一种可行的途径.     

基于可拓理论的数据挖掘在水轮机方案设计中的应用

针对大型水轮机方案设计复杂性的特点,建立了面向知识重用的有约束的基元可拓集,并基于基元的可拓性和可拓变换.探讨了基于可拓集合方法的数据挖掘技术实现;提出了一种改进的FP-growth关联规则算法对有约束的基元可拓集进行关联规则挖掘,并利用基元的相关性和蕴含性对已获得的关联规则进行拓展,获得更多有价值的知识.最后.通过大型水轮机选型方案设计实例进行了说明.     

基于模块可拓性的产品配置设计

为提高设计效率和设计知识的重用度,实现产品的低成本快速响应设计,提出了一种基于面向对象的配置设计方法,并对其可拓性进行了研究.形式化表达了基于面向对象的模块、产品配置和配置产品等基本概念;对应于物元模型,建立了模块模型,研究了模块的数据可拓集和模块调节的方式.在对客户需求进行分析的基础上,根据模块的可拓性,从定性的角度找到和目标特征匹配的模块,再以定量的方式实例化模块的特征值,得到模块实例,并将其组装成最终产品.最后,给出了基于模块可拓性的配置设计方法在某装配生产线的操作台架设计中的应用实例.     

基于可拓挖掘的产品方案再配置方法

为了在扩大产品配置空间、争取最优解的同时,提高配置效率,快速消解领域知识耦合过程中的矛盾,提出了一种基于可拓挖掘的产品方案再配置方法.将配置方案用物元对的形式表示,通过计算不同物元对间的传导效应,将一般性的配置知识转化为传导知识;建立方案再配置过程的矛盾问题转换方式,挖掘出变换过程中配置要素之问的相互影响;定量化衡量方案变换过程的可配置程度,揭示可拓变换对产品结构、性能和功能的影响,从而对配置过程中的可变知识加以分析、提取和利用,生成能够满足设计要求的可变方案.将所提方法应用于新型油锯的配置设计,验证了该方法的有效性.     

基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。     

基于可拓理论的模块化设计方法研究

针对模块化设计理论难以工程实现的问题，提出了基于物元模型及可拓方法的产品可拓模块化设计方法。该方法首先在物元模型的基础上，结合模块自身特点，建立了模块物元与模块族物元，以有序三元组的形式规范化地保存了历史模块和模块族数据，并研究了模块物元的可拓性及其变换。然后运用可拓方法对模块物元进行变换与操作，既实现了对模块划分、模块检索与匹配，以及模块综合等模块化设计过程的形式化描述，又为模块化设计提供了新的思维方法。最后，给出了可拓模块化设计方法在导弹产品开发中的应用实例。     

轴类零件加工相似性的可拓基元网络推理方法

工艺规划的实例推理方法,具有实例获取简单、工艺规划策略效率高的特点。提出利用实例推理的方法对轴类零件的相似性检索进行研究,利用可拓基元描述网络表述工艺相关的特征知识,并用可拓基元来描述与工艺的知识项,再对结构特征与精度特征量值的取值进行了分析。在此基础上,提出了基于激活量的可拓基元描述网络推理算法。最后,结合实例应用验证了提出的可拓基元描述网络实例推理算法的有效性。     

基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键.文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块.最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本.     

基于本体映射面向模糊客户需求的产品配置研究

现有面向客户需求的产品配置方法很难支持客户需求模糊时的配置,为此提出了一种面向模糊客户需求的产品配置方法。首先,在描述模糊客户需求特征参数与产品族实例特征参数的基础上,建立了客户需求域的模糊客户需求本体和配置实例域的产品族实例本体。然后,基于本体映射方法,通过本体中概念之间相似度的计算,完成了客户需求特征参数与实例特征参数之间的多级匹配,以实现基于模糊客户需求的产品配置。最后,以某摩托车产品族为例说明了该方法的有效性。     

REQUIREMENT PRODUCT CONFIGURATION IN MASS CUSTOMIZATION

On the basis of researching on requirement product configuration in mass customization,the concept of product family requirement class (PFRC) and requirement-matching template are put forward.A case-based requirement product configuration (CB-RPC) model and corresponding requirement product model are established.The result of requirement product configuration is obtained by using the method of two-level similar matching.In addition,the effect of the method on requirement responding is analyzed.Finally,the model and the method given are applied in elevator industry,and have improved the enterprise's ability of rapid responding to customer's requirements.     

面向大批量定制的可配置产品族模型及其规划

提出了可配置产品族模型的描述和规划方法。基于扩展的实体一关系语言，描述了可配置产品族模型的组成结构和可配置特征。分析了不同类型的个性化模块，以及可配置属性在产品配置设计中的作用。提出了可配置产品族模型中模块规划的一般准则和可配置属性的规划方法，以支持高效的产品配置过程，并保持产品族的共性最大化。最后，以蜗杆减速器为例，阐述了建立可配置产品族模型的主要步骤和优势。     

面向产品变异设计的零件可拓物元模型研究

为满足产品变异设计的要求,提出了零件可拓物元模型结构.通过融合零件及其子结构的几何、结构关联关系、功能和语义等信息,建立了零件变异物元模型.结合可拓理论,研究了零件变异物元模型的可拓性,分析了零件变异物元模型对产品变异设计的支持情况.最后,基于零件变异物元模型,开发了产品变异设计原型系统,并以发动机曲轴零件为例,建立了零件可拓物元模型.实例证明,零件变异物元模型解决了产品变异设计引起的零件结构干涉和拓扑更新问题,为产品变异设计提供了条件.     

面向绿色制造的产品加工工艺规划方案评估

针对绿色制造背景下产品加工工艺规划方案评估中的不确定性和不相容性问题,提出了一种基于可拓分析和D-S理论的产品加工工艺规划方案评估方法。根据可拓分析理论,建立了产品加工工艺规划方案评估问题的经典域物元矩阵、节域物元矩阵和待评物元矩阵,并求得了待评物元矩阵的关联函数矩阵;经过转换处理后,建立了D-S理论的辨别框架,将拓展分析中的关联函数矩阵扩展为D-S理论中的基本概率指派（BPA）函数矩阵;采用综合考虑对比强度和冲突性的CRITIC法计算各特征的重要度,并对证据进行融合,根据融合后的BPA函数值对待评工艺规划方案进行分析比较,最后得到了多个工艺规划方案的分级结果以及同级方案的排序关系。通过某型号汽车后门框加工工艺规划方案评估的实例应用,验证了所提方法的有效性。     

基于实例的需求产品配置技术研究

通过对大批量定制生产模式下的需求产品配置技术的研究，提出了产品族需求类和需求匹配模板的概念，建立了相应的需求产品模型以及基于实例的需求产品配置模型，采用二级相似性匹配的方法，得到需求产品的配置结果，并分析了配置方法对需求响应的影响。配置方法在电梯的需求产品配置响应中得到了应用。     

基于扩展域结构模板的产品配置建模

为有效支持大批量定制的产品配置,提出了基于扩展域结构模板的配置建模方法.该方法首先在域结构模板中引入产品制造过程信息,得到包含产品功能、载体和制造过程信息的扩展域结构模板.在此基础上,通过拓展其载体和制造过程节点,并采用有向图提取和表达上述元素间的关系,生成了包含产品族载体和制造过程信息的配置模型.所得模型在支持企业配置出个性化设计方案的同时,保证了配置方案具有制造成本低和制造周期短的特性.最后,以转子式蜂鸣器为例,初步验证了配置建模的方法.     

基于可拓性模块化图库的参数化零件建模

为提高设计效率和设计知识的重用度,实现产品的低成本快速响应设计,将不同种类的二维绘图软件和三维实体建模软件结合起来,建立了具有可拓展性的模块化图形库,实现了零件产品族的配置设计方法。通过实例,阐述了基于可拓性模块化图库的参数化建模在零件设计中的优越性。理论分析了运用多种绘图软件进行可拓性模块化图库的建立及零件的参数化零件建模的可行性。