基于三级驱动模型的产品数字化设计策略与方法

数字化设计是实施大批量定制的重要技术之一,建立设计模型是实现数字化设计自动求解的关键.通过深入分析产品设计知识,提出了基于需求参数→关键参数→结构参数三级驱动模型的数字化设计策略与方法.一级驱动以需求参数为输入,由方案设计系统推理及优化得出产品关键参数,二级驱动以关键参数为输入,驱动根据层次化策略建立的基于各种性能和结构推导的约束网络模型,得到各零部件的细化结构参数,三级驱动以细化结构参数为输入,驱动参数化的几何模型及远程的有限元分析模型,进行可视化几何与性能验证,同时基于Web技术实现了分布式数字化设计.以浙江省某起重机械厂的QD型桥式起重机数字化设计为例说明了上述策略和方法的有效性.     

面向大批量定制的设计重用策略与应用

针对设计重用如何以低成本满足多样化个性化客户需求问题,结合大批量定制"减少产品内部多样化、提高产品外部多样化"的思路,提出了"多视图、多层次、多粒度"的设计重用模型(MVMLMG-DRM).该模型综合考虑了产品设计中的使用性和经济性两方面.研究了大批量定制模式下的设计重用策略,通过在设计重用中实施产品族、模块化、标准化、系列化、通用化等方法,在满足使用性能的基础上保障了多样化个性化需求环境下所开发产品的经济性,为实现大批量定制打下了基础.最后,开发了应用系统实例.     

基于蜂群进化机制的产品配置技术研究

分析了蜂群进化机制给产品配置带来的启示,提出了基于蜂群进化机制的产品配置模型;采用新定制产品与历史实例的需求相似度评价实现选择算子,确定蜂王和雄蜂;通过构件遍历实现交叉算子,完成蜂王和雄蜂的构件继承;提出了约束有向图的概念,探讨了基于约束有向图拓扑排序算法的变异算子,解决定制件的差异性配置问题;通过构造评价基元,实现对产品配置结果的适应度评价。以桥式起重机产品配置为例,证明了所提方法的有效性和先进性。     

大规模定制下产品设计开发模式与分析方法

为满足客户化和全球竞争的需求,企业要实现大规模定制(MassCustomization,MC)。本文提出了大规模定制下的产品设计开发模式,并在此基础上,针对先进制造系统的特征--柔性,提出了一种基于柔性度的制造系统的分析方法,给出了柔性度的计算模型。     

事物特性表支持的变型设计方法

减少零部件种类是大批量定制生产企业降低内部多样化生产的主要措施。在标准化和规范化基础上,采用事物特性表对产品和零部件族的信息进行描述并进行变型设计,能够实现降低企业内部多样化的目标。本文首先介绍了事物特性表的基本概念,然后基于面向对象技术对事物特性表进行描述,并对事物特性表支持的变型设计原理进行阐述。结合现有CAD系统提供的参数化功能和一个应用实例,对事物特性表支持的变型设计技术实现方法进行研究。     

基于大数据预测模型的农机数字化设计研究

首先,介绍了大数据的基本概念,设计了基于BP神经网络的大数据挖掘模型,并基于Pro/Engineer实现了农机产品模型参数化设计,基于大数据预测模型实现了农机数字化设计系统。实验结果表明:系统能够快速设计出农机零部件,可较大幅度降低设计周期,减少产品设计修改次数,对于现代化农业设计制造具有重要意义。     

面向客户定制需求的机械产品选配方法

提出MC生产模式下面向客户定制的机械产品选配模型,该模型集关联图模型和产品层次装配模型于一体,并在模型中引入端口、规则、约束等数据对象,可以很好地表达产品所蕴涵的知识、关系及经验,运用该模型可以对零部件进行初步选择.提出一种基于离差最大化和CWGA算子相结合的不确定多属性群决策方法对初选后的零部件组合进行优化选择.给出了某内燃机曲柄连杆机构选配示例,对提出的选配方法进行了验证.     

装载机钢圈的参数化设计

主要利用计算机CAD/CAE/CAM技术,针对钢圈产品的结构特点,使用Solid Edge软件建立钢圈的三维模型。并基于Solid Edge数据库开发技术利用vb语言对钢圈产品进行参数化设计,开发了相应的参数化设计软件。重点介绍了钢圈产品参数化设计过程、系统功能及其实现。通过参数化软件的建立,提高产品的可定制性和设计速度,减少大量的重复的绘图工作,为钢圈的结构优化提供了有利的工具。     

基于性能满意度的产品配置与变型设计范围界定算法

提出了产品配置与变型设计分界点的概念,将产品性能与客户满意度相结合构建优化目标函数,并设计了由性能评价指数判断分界点和由性能相似度判断需变型零部件的判别方法。然后以产品性能最优为目标,设计了基于遗传算法的多目标优化求解算法,并给出了分界点判断的具体流程。最后进行了实例验证,结果表明所提出的方法能够有效解决分界点的判断问题。     

一种山核桃流水线传送带的参数化设计及其二次开发

传送带是山核桃企业生产加工流水线过程中不可或缺的机械设备,已经形成了系列化产品,因此也会出现系列化产品设计中的通病——工作的冗余度过高。本文通过全面分析传送带零部件设计与参数化设计的理论知识,完成了传送带零部件的参数化设计。利用三维设计软件UG/NX的知识融合模块,针对企业设备场地不同需求,进行传送带参数化设计,减少了传送带设计过程中大量的重复性工作。通过参数化方法,企业可以不再重复建模,只修改参数,就能得到各种不同的三维模型。该方法采用了自顶向下的设计理念,以顶级布局结构为产品的设计基础,来进行同系列传送带的快速变型设计,大大降低了重复性工作,提高了设计效率,实现产品级模型的重用。     

甘蔗收获机械集成化设计开发管理模型的建立

在分析基于可视化虚拟设计技术的甘蔗收获机械设计开发总体流程的基础上，介绍了其设计开发集成建模的基本思路。详细分析了甘蔗收获机械设计开发过程管理模型的建立和实现方法，产品结构模型、产品结构配置的方法及其产品数据在PDM软件的类层次结构模型的建立，从而实现对甘蔗收获机械设计开发过程的动态调整和监控，为甘蔗收获机械集成化、系列化的设计开发提供可靠的基础和依据。     

基于PDM犁的智能CAD设计系统

讨论基于产品数据管理(PDM)犁的智能CAD设计系统基本框架及其3个组成部分：设计专家系统、产品数据管理和犁的计算机辅助设计。研究了各部分的功能和技术实现，设计专家系统用于犁的参数化设计过程中参数的选择和装配图装配合理性的判断，PDM主要管理犁的辅助设计相关的数据和文件以及专家系统知识。在此基础上，介绍了集成专家系统和产品数据管理犁的计算机辅助设计软件开发。     

汽车底盘的大规模定制设计方法研究

运用大规模定制的设计理念,阐述底盘产品族规划流程以及结构树中产品功能结构单元之间及其与产品间的组合关系。针对客车底盘产品实例进行面向大规模定制的客户需求研究,构造客户需求层次分析模型和底盘产品结构模型。在对产品功能与结构的映射关系及产品子功能相关性分析的基础上,研究汽车底盘大规模定制设计方法。     

基于过程方法的变型产品开发过程的重构

大规模定制、敏捷制造和可重构生产系统等先进生产运作模式对组织的产品提出了新的要求,要求其产品必须具有可重构性、可重用性和可扩展性。变型产品开发能有效满足这一需要。以ISO9000中的过程方法和业务流程重组BPR为指导,构架了基于过程方法的制造型企业变型产品开发设计的过程方法模型,并对其进行了相应的剖析。     

基于约束满足问题的产品配置方法

提出了一种基于约束满足问题(constraint satisfaction problem,简称CSP)的产品配置方法,论证了基于CSP的产品配置方法能够很好地表示产品配置问题,同时具有良好的适应性和通用性。以某型叉车门架管路系统为例进行了基于CSP的仿真配置并分析了配置的过程,根据配置结果,基于CSP的产品配置方法能够实现准确、有效的产品配置。     

面向大规模定制的产品设计知识管理方法

为实现产品设计知识的获取、管理和重用,构建了基于Web的设计知识管理体系。对产品配置设计知识、变型设计知识及其过程知识的组织和管理方法进行了研究。根据知识及其表达方法的特点,提出采用有向图的十字链表法、规则的双向链表和数据库表组织设计知识库,实现知识检索的导航机制。应用J2EE技术构建知识库引擎,结合实例推理和规则推理的方法,实现知识的智能检索和问题求解,从而有效支持定制设计的快速实现。     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。