基于可拓数据挖掘的产品性能配置设计

配置设计中关键的一步是如何将客户的需求映射到产品的结构中.针对客户性能需求和结构之间的模糊性和不确定性,提出利用可拓数据挖掘的方法找出这两者之间的关系,实现产品性能到结构上的映射.构建产品配置蕴含规则,根据产品配置蕴含规则产生产品配置蕴含模型,基于此模型建立产品配置传导矛盾环,利用关联函数建立这些传导矛盾环和现有的配置方案库中的配置方案之间的映射关系,通过这些映射关系对现有的产品配置方案进行改进得到符合客户需求的产品再配置方案,最后将此方法应用到油锯的配置过程中.     

基于事物元的产品设计过程可拓重用方法

通过设计事物元对产品设计单元进行了描述,给出了面向产品设计过程的设计重用模型。依据客户的共性需求,运用设计事物元的蕴含性建立产品设计过程重用的基本蕴含系统。针对客户的个性需求,运用设计事物元的可拓性进一步形成产品设计过程重用的蕴含可拓集,综合需求与设计约束等条件进行对重用结果进行了优度评价,得到最优的设计重用过程。最后,以电除尘器为例,阐述了产品设计的可拓重用过程。     

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.     

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。     

基于可拓理论的产品适应性设计

在分析产品适应性设计的特点及其过程的基础上,给出产品适应性设计的可拓物元模型及其共轭性和可拓性的定义;通过对产品物元模型的拓展得到多个产品物元模型,对设计过程中出现的冲突通过物元变换加以消解:最后以角向磨光机为实例加以说明.     

基于拆卸可拓集的产品拆卸性能评估

针对目前产品拆卸性能评估中图模型方法存在的组合爆炸问题,提出了基于拆卸可拓集理论的评估方法.讨论了联接方式、空间几何约束以及空间可达性与产品拆卸性能之间的关系,给出了评估指标和计算公式,依据所得关联函数值的大小对产品拆卸可拓集进行了不同拆卸区域的划分,为实现产品的快速拆卸和优化设计提供一种理论依据,并以油锯中发动机为例对所提出的方法加以应用,验证了该方法的有效性.     

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.     

复杂产品概念设计方案的可拓决策

基于可拓学理论,提出一种用于复杂产品概念设计方案选型的多级可拓决策方法。首先根据人类菱形思维特点,建立产品概念设计评价的综合体系,然后利用可拓理论对方案设计中的各因素进行语义扩展,构造形式化的物元模型,通过关联度、优度计算,对各种备选方案进行排序。最后通过导弹选型实例给出该方法与模糊综合评价法的对比结果,表明其实用性和客观性。     

基于可拓流模型和第三创造法的产品创新设计研究

结合可拓流模型和可拓创新方法中的第三创造法,研究了一种集成两种方法进行产品创新设计的一般步骤与流程.通过确定产品技术系统中的流,建立可拓流模型,识别有益流或有缺陷流;运用第三创造法对有缺陷流模型进行改进,获得改善产品缺陷的多种设计创意;利用该方法解决某熔融沉积式3D打印机的缺陷问题,生成多种设计创意,并通过优度评价方法...     

基于PLIB本体的产品资源公共模型研究与实现

为了满足大批量定制产品设计对设计资源的共享与重用要求,提出了基于PLIB本体的产品资源公共模型,该模型包括通用概念模型和配置功能模型.采用事物特性表对产品资源公共模型进行了形式化描述,并研究了从产品资源公共模型的本体语义模式到事物特性表关系语义模式的转换方法.在此基础上,通过所构建的网络化产品资源公共平台,实现了某汽轮机汽缸设计资源的统一管理及其在汽缸配置设计中的自动集成.     

基于可拓逻辑的产品族可配置规划研究

为更好地处理产品族可配置规划大量带有矛盾前提的知识,通过顾客需求获取、可拓变换和可拓聚类等方法来解决配置需求动态增加、配置阈值确定和冲突消解等三个问题,提出了基于可拓逻辑的产品族可配置规划模型.首先通过共轭分析法得到需求基元,建立需求与产品族结构特征之间的映射关系,利用町拓规则推理,从定性角度得到能够满足顾客需求的一系列产品.然后在需求基元图中,应用变换矩阵对需求基元加以变换,由顾客根据变换结果再次输出需求基元,与最初需求基元计算相容度,利用改进的遗传算法动态取得配置阈值来判断变换的可行性.最后,利用可拓聚类和聚类图理论实现产品族内部的稳定模块和可变模块的划分.该方法已应用于冰箱原型系统设计.     

基于信息资源能力的集成链模型

为了指导业务过程集成,提出了一个基于信息资源能力的集成链模型。在该模型中,信息资源能力是集成点定义和集成链建模的主要约束条件,集成点的能力需求和信息资源能力之间的平衡是集成点定义的先决条件。为了实现能力平衡,在集成点的能力需求和集成点粒度之间负相关性假设的基础上,通过扩大集成点粒度来降低集成点的能力需求,以达到满足能力平衡的目的。同时,在分析企业信息资源能力的基础上,提出了一个集成链构建过程模型。所建立的模型和提出的方法能够运用于企业的过程集成,并已通过案例得到了验证。     

基于资源管理联邦的复杂产品协同开发平台

通过分析当前复杂产品协同开发中面临的问题和高层体系结构在工业协同仿真中的应用,提出了基于资源管理联邦的复杂产品协同开发平台体系结构,资源管理联邦与对等的应用联邦间构成了层次联邦结构,在高层体系结构的范畴内,实现了资源的统一管理,以及软件资源共享联邦、协同设计联邦和协同仿真联邦的动态生成。平台在结构标准上与高层体系结构保持高度一致,支持多联邦任务运行。平台的应用范围扩充到Internet环境下,实现了基于Web应用的能力。重点讨论了资源管理联邦和基于Web的运行支撑环境这两项关键技术的设计思想与实现方法,并通过实例进行了说明。     

基于定制产品实例数据的产品族结构进化研究

为有效支持大规模定制生产,需要不断地进化产品族结构.为此,提出了基于定制产品实例数据的产品族结构进化思想.产品族结构进化的因素包括零件变化和结构变化,重点研究了由于零件的变化而引起的产品族结构进化问题.首先,从非数值型和数值型两个方面对零件信息进行建模,然后,判定零件实例与产品族结构中零件模型之间的相似性,剔除与产品族结构中相似的零件,从而得到新产生的零件类型.在此基础上,计算新的零件类型在定制产品中的使用数量,将满足阈值条件的零件类型确定为向产品族结构中添加的新零件模型,从而实现产品族结构向满足客户本质需求的方向进化.最后,通过某纺织机械企业的相关产品的数据信息,验证了上述原理和方法的有效性.     

基于元模型的统一制造资源模型框架

为解决企业多应用环境中的制造资源集成问题,提出了一种制造资源元模型,进一步给出了统一制造资源信息模型框架结构,应用基于面向服务架构和可扩展标记语言技术,建立统一制造资源服务平台,实现了该框架的构建.制造资源元模型由数据元模型、应用元模型、扩展元模型三部分构成,统一制造资源信息模型框架由资源核心模型层、资源应用模型层及资源整体战略模型层构成.通过对统一制造资源信息模型的分析,说明了该制造资源模型的可集成性与可扩展性.     

基于领域本体的软件资源共享研究

为实现广域分布的、异构软件资源的有效共享和按需服务,提出了一种基于领域本体的软件资源共享框架.该框架按照从具体资源到用户视图自下而上的顺序,划分为资源层、抽象层和呈现层三个层次.在该框架中,利用虚拟化技术封装软件资源,实现软件资源的服务化,屏蔽软件资源的异构性;构建了软件资源本体,将分布的软件资源组成具有语义关系的逻辑上的整体,屏蔽软件资源的分布性;为实现软件资源的动态绑定,建立了匹配和选择机制.根据该框架,实现了一个原型系统,为用户提供更丰富的软件资源和更好的服务质量.     

基于需求驱动的性能冲突可拓传导变换协调方法

为解决性能需求满足与工程特性实现的冲突协调问题,提出一种基于可拓传导变换的冲突协调方法.首先划分客户群并构建对应产品需求集,生成需求层次化结构模型.应用质量功能配置方法将需求映射为工程特性,获取工程特性冲突强弱关系;分析工程特性实现与零部件构成的关联性,建立零部件传导链.结合可拓形式化建模方法,构建冲突要素基元模型、传导矛盾网以及传导矛盾环,生成工程特性和零部件的冲突模型.通过可拓逻辑推理获取基础变换信息库,给出冲突问题的协调算法和流程.以螺杆空压机为例进行了整机噪声性能优化与结构的冲突协调,并在解决螺杆空压机运行时的强噪声问题方面验证了所提方法的有效性.