基于设计结构矩阵的多学科协同设计方法研究

分析了复杂系统各学科之间的基本联系形式,明确了不同系统各学科之间的耦合状态.在分析设计结构矩阵特性的基础上,通过对设计结构矩阵的初始化和重构,实现了复杂系统学科的重构.按照重构的学科定义对系统进行了分解,有效降低了多学科协同设计中耦合问题的解决难度.     

基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的研究

分析公理化设计与设计结构矩阵的优缺点,利用二者的优势互补性,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成思想,详细研究了公理化设计与设计结构矩阵集成的方法与步骤,并提出了基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的框架模型,促成产品功能与结构的同步演化;开发了计算机辅助概念设计系统以支持公理化设计与设计结构矩阵的集成;最后以自动化物料运输系统为实例,详细阐明了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的过程.     

基于设计结构矩阵的服务关联规划

设计结构矩阵作为一种数学工具,能够有效描述复杂系统中元素之间的信息传递关联关系,并通过相关原则和算法减少系统内部迭代关系,缩短元素之间信息传递链长度,达到优化系统结构,提高系统效率的目的。服务关联是服务组合过程中的重要因素,对服务组合效率具有重要意义。为此,将设计结构矩阵应用于服务关联关系规划,通过完成实例的设计结构矩阵初始化来表达子服务间信息传递关联,并通过矩阵重构原则及相关算法完成系统设计结构矩阵重构,以缩短子服务信息传递链长度,减少服务之间的迭代关联,优化组合服务内部结构,提高服务组合效率。     

设计结构矩阵在机械协同设计中应用

介绍协同设计中设计结构矩阵的构造及应用,通过设计结构矩阵,可以深入了解设计行为,提高设计效率。     

基于设计结构矩阵变更的设计过程动态规划

在分析传统设计结构矩阵的基础上,将设计结构矩阵扩展为动态设计结构矩阵和静态设计结构矩阵,动态设计结构矩阵连接了设计过程,静态设计结构矩阵用于设计过程的规划,通过映射来实现两者的连接.设计活动改变时,变更动态设计结构矩阵并映射到静态设计结构矩阵,对静态设计结构矩阵进行重构得到设计活动优化的执行序列并实现其动态规划.以某天文望远镜的关键部件设计过程为例,说明了该方法的可行性和实用性.     

基于DSM的复杂产品多性能协同设计方法

首先分析了复杂产品多性能之间耦合因素的产生机制,将性能之间的关系分成耦合、独立和顺序型三种关系;然后采用DSM矩阵对多性能间的关系进行形式化描述,通过DSM矩阵优化重构以规划解耦流程;最后以多性能整体满意度为最优目标,并通过优化算法对产品多性能进行协同设计。     

公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化机制研究

针对公理化设计与设计结构矩阵二者之间具有互补性的特点,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的设计思想,具体研究了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的内在机制,包括同步演化的步骤与相应的算法。重点在于提出了复合矩阵的新概念,以此作为公理化设计矩阵转化为相应设计结构矩阵的桥梁。同时,通过具体案例阐述了公理化设计矩阵与设计结构矩阵之间同步演化的过程。     

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.     

基于设计结构矩阵的起重机设计过程建模研究

把设计结构矩阵和设计参数指标结合起来,扩展了设计结构矩阵表达的信息量,较全面地反映设计开发过程.用此扩展的设计矩阵分析了桥式起重机小车的设计开发过程,将其设计过程模块化;通过设计活动重组,降低了原有设计过程的耦合程度.     

基于部件接口矩阵和设计结构矩阵的机电产品研发项目规划方法

研究分布式、多组织参与环境下机电产品研发项目的规划问题，提出了一种基于部件接口矩阵的粗规划和基于设计结构矩阵的细规划相结合的项目规划方法。根据待开发产品的部件接口关系定义接口矩阵，采用接口数量优先的原则进行变换，形成关联部件聚集的接口矩阵，实现项目粗规划；根据任务的时序约束将接口矩阵转换为设计结构矩阵，通过设计结构矩阵下三角化，将任务群分解成独立任务、解耦任务和耦舍任务，实现项目细规划。仿真和案例分析结果表明：在部件的接口关系较为松散的时候，粗规划可以把部件集分解成规模明显减小的独立部件子集；细规划把任务群分解成独立任务、解耦任务和耦合任务后任务子群的规模明显减小。     

基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究

为解决产品族设计中的模块化和核心平台的确定问题，本文针对产品族的产品相似性和零部件的可性等特点，从功能和结构两个层次进行界面关联并构建量化的设计结构矩阵，然后进行信息处理和部件的敏感性分析。通过部件之间关联信息量及其比例的分析，规划了产品族开发顺序，从任务聚合的角度实现部件聚合。综合考虑两种层次的界面关联分析，在实现产品族模块化的基础上确定了核心平台。最后，以咖啡机为例说明了上述方法。     

汽车车身的多学科优化设计(MDO)研究

多学科优化设计 (MDO)为机械结构件结构优化提供了一条更为系统、精确的方法。本文主要讨论和研究了汽车车身MDO中的一些关键技术问题 ,并以轻型货车EQ10 6 0F驾驶室车身为例 ,对其进行了多学科结构优化设计 ,为汽车车身的设计提供了一条新的设计思路     

基于层次化设计结构矩阵的复杂产品研发过程研究

诸如卫星、雷达、飞行器等复杂产品研发普遍采用分解—综合的设计模式以降低研发的复杂程度,但复杂系统分解得到的分系统之间、分系统内部组件之间及其不同学科之间在研发过程中相互关联,造成研发活动之间数据交互复杂,研发活动迭代频繁,使得产品研发过程分析、管理困难。针对复杂产品采用的分解—综合设计模式,基于系统层次分解定义不同级别组件对应的研发活动、计算模型和指标参数,进而基于系统架构建立层次化设计结构矩阵(Multi-level design structure matrix,MDSM),利用层次化设计结构矩阵分析不同层次的研发活动之间的数据依赖关系,并自动生成复杂产品研发流程的过程逻辑,最终实现基于输入/输出数据模板和消息驱动的层次化、模块化、集成化的复杂产品研发全局流程模型。     

基于动态设计结构矩阵的复杂产品配置过程规划技术

为降低复杂产品配置任务间的耦合程度,减少配置过程的迭代次数,优化产品配置设计过程,以动态设计结构矩阵(Design structure matrix,DSM)为工具研究了产品配置过程的规划技术。研究基于数据流图的产品配置过程任务建模,在此基础上通过映射得到配置过程DSM,并将其拓展为三视图结构,通过视图间的双重映射获得配置过程动态DSM,使客户需求和最新配置知识在产品配置过程中得以动态反映。用矩阵的分解和撕裂算法对配置过程进行规划,重组配置任务,优化任务执行次序,为协同配置设计任务分配提供基础。以大型电除尘装备为例子分析配置设计过程规划技术的具体实现。