基于模糊设计结构矩阵的产品设计过程模块化分解

为了对产品设计过程进行有效规划和管理,提出一种基于模糊设计结构矩阵的设计过程模块化分解方法。在分析产品设计过程相似性特征的基础上,给出了设计过程的模块化规划原理和实施框架,提出了设计过程模块及其入出项的概念。采用权重有向图和模糊设计结构矩阵对设计过程中设计活动的信息依赖进行定量表示,利用传递闭包法得到模糊等价矩阵,进而将设计过程划分为设计结构矩阵,并确定出各个设计结构矩阵的入出项。最后,以某铝型材产品设计过程为例,说明了所提出的产品设计过程模块化分解方法的实际应用。

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。

面向产品设计结构的聚类分层分析

提出面向产品设计结构的聚类分层分析方法。首先应用矩阵方法实现产品设计结构的聚类分层,然后应用模糊设计结构矩阵对模块内的零部件进行撕裂运算,得到模块内的零部件影响度和零件主次交互关系,从而实现对产品设计结构特性的分析预测,最后,以某型号冰箱产品设计结构为例,对该型号冰箱整体设计结构进行分析,得到该冰箱设计结构层级特征以及模块内零部件间的层级划分。

面向固定条盒自动装填设备协同设计的任务规划研究

目的 解决固定条盒自动装填设备的复杂机械设计中,多人协同设计的作业效率问题。方法 采用基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的任务规划方法进行任务规划,根据机械设计关联尺度将整体设计任务进行分解,将各设计任务间的耦合关系度量化并构建模糊设计结构矩阵,经过行列变换和分区算法解耦,得出规划后的协同设计任务顺序和分配。结果 通过G–value值验证,优化前后矩阵紧密性程度降低了24.95%了,有效降低了多人协同的相互制约。结论 基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的任务规划方法能有效提高固定条盒自动装填设备多人协同设计的工作效率。

基于FDSM的产品族设计模块化方法的研究

针对产品族设计中产品的相似性和零部件的可替换性等特点,将矩阵的思想应用到产品族模块化设计中。在分析建立功能部件间关联特征的基础上,提出了一种基于模糊设计结构矩阵的过程量化的产品族设计模块化方法。并通过对模块功能部件间关联矩阵的着重分析,确定了模块化设计任务的执行顺序。最后,通过某汽油发动机的模块化设计实例展示了该方法的有效性。

网络型组织中产品设计过程建模及优化

网络型组织是组织之间因为某种目的或任务,根据一定的规则而结成的一种组织,如多组织之间的产品协同开发.应用有向图和模糊结构设计矩阵(FDSM)对网络型组织中产品开发设计过程进行了建模,并在此基础上应用解耦、矩阵交换、分解等方法对设计活动进行优化处理,以便在不损害产品开发质量的基础上,提高网络型组织产品开发的效率和整体开发进度,减少产品开发中的设计迭代问题,缩短产品开发的周期,使网络型组织中的各合作单位最大限度的协同并行工作.

基于FDSM的毛衫产品族模块化设计方法

针对毛衫产品族设计时模块划分界限不清晰的问题,基于模糊设计结构矩阵(FDSM),提出一种模块划分方法。首先设计组件的3种关联特征,计算关联组件的特征数量相关度和特征关系相关度,融合后得到关联组件的特征相关度,根据特征相关度构建FDSM。然后设计FDSM的模块化聚类方法,去除FDSM的主线元素和独立元素,从任一元素出发,根据其特征相关度搜索元素集中所有相关的元素,得到的集合为一个聚类,即产品的模块划分结果。实例验证表明,该方法能够对毛衫产品族设计进行有效的模块划分。

面向齿轮传动系统协同设计的任务规划方法研究

在齿轮传动系统的协同设计中,存在任务间耦合关系复杂、返工现象严重、设计流程混乱的问题,针对这一问题,提出了一种基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的全局局部两级任务规划方法。首先,根据任务分解层次结构对设计任务进行了分解,依据设计任务间的输入输出关系构建了FDSM,通过对FDSM的行列变换完成了对耦合设计任务的识别与非耦合设计任务的规划,实现了全局规划;其次,引入了模糊耦合度量化设计任务间的耦合程度,计算了耦合集内各任务的输入输出量,完成了耦合任务集的解耦,实现了局部规划;最后,以齿轮传动系统协同设计为例,阐述了整个规划过程,并对所提出的方法进行了验证。研究结果表明:规划后FDSM的复杂程度降低了35.32%,减少了设计迭代次数;实现了并行设计任务集的自动识别,优化了设计任务执行次序,缩短了设计时间,可以为协同设计任务分配提供参考。

基于模糊DSM的产品服务系统流程模块化设计

产品服务系统(Product-service System,PSS)是制造企业为满足顾客价值需求,提供的产品和服务集成的解决方案,主要分为三种类型。面向结果的PSS是一种典型类型,其本质上可以看作是一个特殊的服务。为了对其进行有效配置,需要研究基于流程的模块化开发方法。设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)是对流程进行模块划分的常用工具,然而传统的DSM是一个二元布尔矩阵,只能反映元素之间是否存在依赖关系。模糊设计结构矩阵(Fuzzy Design Structure Matrix,FDSM)可以对元素之间的依赖关系进行定量表示。权重有向图用来表示流程活动间的依赖关系,并映射到FDSM中,然后用传递闭包法获得模糊等价矩阵。在选取适当的阈值后,根据得出的截矩阵对相应的流程活动进行聚类实现模块划分。最后,以空调温度服务的模块化设计为例,验证了所提方法的有效性。

基于FDSM模型的WBS任务耦合问题的研究

考虑到复杂产品项目任务间的耦合关系易导致项目返工,本文在模糊设计结构矩阵(Fuzzy Design Structure Matrix,FDSM)模型的基础上研究工作分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)耦合任务的优化。首先利用WBS的网络特性构建了WBS的T-T任务网络模型,并结合其与FDSM模型的相似性,提出了WBS的FDSM模型,其次通过FDSM的截距法完成耦合任务的识别,并采用割裂算法、解耦操作对耦合任务进行优化,最后通过实例验证了本文解耦方法的有效性:优化后的FDSM模型具有较低的耦合度。