面向低碳化设计的复杂装备碳排放分层递阶模型

为支持复杂装备的低碳化设计,分析了复杂装备生产过程中的碳排放环节,提出了这类碳排放的描述方法。通过追踪零部件各生产环节中的碳排放,用基础零部件的工艺过程信息来描述其碳排放信息,构建了面向生产过程的基础碳排放库。利用功能分解树映射结构形成产品结构的分层递阶划分,并通过结构的逐层搭建及碳排放信息的逐层提取,自底向上地构建了产品的碳排放分层递阶模型。重点分析了该模型在锻压机设计中的应用,搭建了锻压机低碳化设计平台,通过对产品的碳排放分层描述,准确定位各层高碳排零部件,为低碳优化设计提供实际指导。     

基于分层递阶模型的质量控制系统

建立针对小批量生产的分层递阶质量控制模型;针对多批次小比量问题,提出一种抑制数据中系统噪声和观测噪声的方法;利用多组实验数据对提出的模型进行分析和验证;说明以上方法的有效性和实用性。针对广东省惠阳机械厂生产的ＺＪＴ－４０型全自动胶囊充填机的充填机的充填杆外圆磨削加工过程质量控制,开发了一套原型系统。     

分层递阶多信号建模算法

多信号模型是一种可应用于大型复杂系统的建模方法.针对大型复杂系统由于依赖关系难以获得而导致建模困难的特点,提出了一种分层递阶建立多信号模型的算法:在已知复杂系统底层各个模块的多信号模型基础上,首先分别计算各底层模块的可达性矩阵,然后将可达性逐层向上合并,最后再根据各层的可达性进行D矩阵合并,从而最终得到系统级D矩阵.该算法避免针对复杂系统直接讨论故障与测试的依赖关系,从而大大降低了系统级多信号建模的难度.最后进行了建模实例分析,并搭建真实电路进行模型验证,验证结果表明了算法的有效性和可行性.该算法有望提高复杂系统多信号模型的建模效率,对于进一步研究基于多信号模型的复杂系统的测试与诊断具有重要的指导意义.     

机械产品布局设计的约束

基于自上而下的设计思想 ,将机械产品设计中的布局约束按照属性信息、行为信息和形位信息分类。提出将布局约束分为部件级、零件级和特征级以及由整体到局部进行分层表达的思想 ,探讨约束层次、类及它们之间的相互联系     

一种FMS中AGV的分层递阶控制系统

系统采用分层递阶的控制结构,实现了FMS中AGV的自动化控制。在介绍了系统组成和功能的基础上,阐述了其原理和实现。     

基于粗糙集理论和BP神经网络的分层递阶分类算法

根据分层递阶的原则，提出了一种将粗糙集理论与BP神经相结合的分类算法，该算法分别用粗糙集理论和BP神经网络处理决策表中的离散属性和连续属，可以避免对象连续属性离散化中产生不确定的情况。同时粗糙集对于决策表噪声比较敏感，BP神经网络可以克服这个缺点，最后，对3个公共数据库的测试验证了该分类算法的有效性。     

基于IDEF的分层递阶工艺成熟度建模技术及应用

根据产品开发过程中存在的产品设计和工艺设计并行性,以及产品设计信息由粗渐细的递进规律,将产品工艺设计过程划分为概要工艺层、初步工艺层、详细工艺层和改进工艺层.利用集成定义建模理论对各层主要工艺活动进行建模,构建出四梯级的分层递阶工艺成熟度模型.针对概要工艺层的信息粗粒度,提出基于主要产品特征的成熟度评估,而对于信息细粒度的工艺改进层,则采用工艺失效知识进行工艺成熟度评估.所提方法在某汽车零配件产品工艺设计中得到应用验证,有助于工艺设计阶段的前移和制造可靠性的提高.     

机械产品布局设计研究

在产品整个生命周期中,设计占有极其重要的位置,它在很大程度上决定着产品的品质和成本.而在机械产品设计流程中,布局设计起着重要作用.在分析机械产品布局涉及因素的基础上,针对布局设计探讨其求解原理,提出了布局设计模型.最后,通过蜗杆-齿轮二级减速器的例子,利用模拟退火算法以及Object ARX技术,在AutoCAD平台上实现其布局设计,并对布局结果进行了相应分析.     

基于变精度粗糙集的改模知识分层递阶归纳

应用基本粗糙集理论对改模方案进行改模知识归纳可以得到改模决策规则集.为解决其规则集规模大、实用性不强的问题,提出了一种基于变精度粗糙集的改模知识分层递阶归纳方法.首先,在研究改模知识的分层递阶层次表达模型的基础上,给出改模方案特征值具体化、完备化和层次化方法,并据此构建了基于分层递阶的改模方案特征决策表集;其次,在特征约简过程中,引入分类质量/误差矩阵,通过基于变精度粗糙集的改模方案特征层次约简,得到符合用户分类质量要求的核心特征集;然后,进一步利用基于分层递阶的规则层次生成和知识获取方法,得到规模小且实用性强的规则集;最后,通过实例验证了该方法的实用性和有效性.     

基于递阶结构的变风量空调控制系统设计

变风量空调系统结构复杂,规模庞大,而且变量多,耦合性强,还存在各种不确定因素。传统的自动控制方法大都采用控制参数固定的方法,虽然能够满足系统的稳定性运行,但会带来很大的能量浪费。该文设计一种递阶方式的控制方案,以变风量空调系统能耗最小为优化目标,使其在满足舒适性和稳定性的同时,减少系统的运行能耗,达到最佳的节能效果。     

面向机械产品布局设计的特征及组件关系表达

将基于特征设计的思想引入到布局设计中,旨在实现概念设计与详细设计之间有效过渡的特征定义和布局组件关系表达。讨论基于特征的产品设计过程,给出相应的定义、分类规则及其表示方法,同时探讨在布局组件关系清晰表达支持下的基于特征的机械产品布局设计建模过程。这为产品计算机辅助概念设计系统的实现提供初步的理论框架。     

计算机辅助机械产品概念设计技术探讨

提出一个支持机械产品“需求分析 概念设计 详细设计”全设计过程的计算机辅助集成设计工具的框架 ,介绍产品设计过程模型 ,面向全生命周期基于广义特征技术的产品信息建模方法、概念设计方法以及设计过程各阶段的集成技术。     

Managing modularity in product family design with functional modeling

Recent market transition from mass production to mass customization forces manufacturers to develop product families with a common platform to increase design variety, shorten time-to-market, and reduce production costs. This paper presents a new functional modeling approach to support identification of both shared and individual behavioral modules across a family of products for module-based product family design. After separate functional modeling of each product variant, the individual functional models are merged into a single, coherent, and unified family functional model to determine all the shared and individual behavioral modules. The modularity in the family functional model is further explicitly identified using a behavioral modularity matrix of product variants versus behavior. The proposed approach provides a fast method for generating new concept variants during the conceptual design of a family of products. The rationale of managing modularity in product family design with functional modeling is manifested using a modular design example of a family of automatic assembly devices.     

Product modeling for multidisciplinary collaborative design

The paper analyzes characteristics of multidisciplinary collaborative design (MCD) of product and proposes a new MCD-oriented product information model (MCDPM) that integrates physical structure, design semantic and collaboration management data. Better understanding and coordination among the different disciplines can be achieved through the multi-level relations at the semantic level, structure level, and management level. An extended object-oriented method is introduced to represent the MCDPM. As a component and its attributes are all defined recursively in class form, the model can be continually extended and has good modularity, flexibility, and evolution ability. The class inheritance methods in network environment, the concept of discipline view model (DVM) and the method generating the DVM are given. The coordination and consistency maintenance among multiple DVMs is discussed.     

A hierarchical approach to disassembly sequence planning for mechanical product

An important aspect of design for the life cycle is assessing the disassemblability of products. This paper presents a novel approach to automatic generation of disassembly sequence from hierarchical attributed liaison graph (HALG) representation of an assembly through recursively decomposing the assembly into subassemblies. In order to increase the planning efficiency, the HALG is built according to the knowledge in engineering, design and demanufacturing domains. In this method, the boundary representation (B-Rep) models are simplified by removing the hidden surfaces to reduce the computational complexity of disassembly planning. For each layer of HALG, the subassembly selection indices defined in terms of mobility, stability, and parallelism are proposed to evaluate the extracted tentative subassemblies and select the preferred subassemblies. To verify the validity and efficiency of the approach, a variety of assemblies including some complicated products are tested, and the corresponding results are presented.     

A tolerancing optimisation method for product design

Although extensive research has been carried out in the area of tolerancing techniques for product design, concurrent engineering is still very seldom used in this context. This paper introduces a unique tolerancing method which applies the concept of concurrent engineering. The proposed method essentially allocates the required functional assembly tolerances to the component tolerances by formulating the tolerancing problem into a mathematical model and solving the model using a linear programming approach. The component tolerances are first represented in terms of the process tolerances, assigned by process planners at an early stage of the product design. The objective function of the mathematical model, which is to maximise the residual tolerances of the processes, is then established and the constraints formulated based on the assembly requirements and process constraints. The model is subsequently solved using a linear programming approach. Finally, the proposed method is tested on a practical example.     

面向机电产品方案设计的绿色特征建模

针对产品方案设计阶段缺少有效绿色设计理论方法和技术支持的问题,建立了基于绿色特征的机电产品方案设计阶段环境影响信息表达模型。提出了绿色特征的概念,对产品方案设计阶段的各种环境影响信息进行描述。提出基于绿色特征的方案设计阶段信息表达方法。通过绿色特征对绿色信息进行识别、筛选、提取和聚合,最终建立以绿色特征为基础的方案设计环境信息表达模型。以小型通用电机为例,验证了绿色特征的提取过程,并建立了该电机的环境信息表达模型。通过电机具体实例验证了该模型的正确性。     

遗传算法在多层次结构机械产品智能方案设计中应用

通过把机械方案设计过程看作是一个状态空间的求解问题,用遗传算法控制其搜索过程,构建完善了新的遗传编码体系,为了适应新的编码体系重新构建了交叉和变异等遗传操作,并利用复制、交换和变异等操作进行一次次迭代,最终自动生成一组最优的设计方案。实例验证,该系统有效、准确和实用。     

面向并行设计的产品特征信息建模方法

提出一种基于产品特征模型与STEP数据交换标准的并行设计框架,给出一种支持并行设计的产品信息模型体系结构,并成功应用于汽车后桥主传动器系统的开发实践中。