基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法

模块化导弹能够利用分系统的灵活装配快速形成典型作战单元以适应复杂多样化的作战任务,是未来导弹武器系统的重要发展方向之一。针对传统的导弹模块划分方法无法充分发挥导弹模块化特性带来的架构优势问题,提出一种基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法。首先,基于质量功能展开(quality function deployment,QFD)和公理设计方法提出连接设计需求、设计功能与物理组件相互作用关系的设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)构建方法,并引入约束矩阵描述物理组件在机械、电气和功能上的关联度,以此形成基于遗传算法的导弹模块划分流程。最后,以一防空导弹为应用实例进行模块划分,并通过需求回溯分析验证模块划分结果的合理性和可行性。

基于公理设计的产品平台规划方法

针对目前可调节参数平台的设计过程中,人为指定公共平台参数存在的过多主观性,提出了一种基于公理设计和敏感设计结构矩阵的平台规划方法。基于公理设计推导出设计参数满足公共平台参数条件的数学模型;在设计结构矩阵的基础上提出了描述设计参数之间以及设计参数与功能要求之间动态敏感关系的敏感设计结构矩阵,由此识别出公共平台参数和可调节平台参数,并通过非支配排序遗传算法合理确定平台参数优化配置解。通过自动打孔装订机产品族的平台设计实例,验证了该方法的有效性。

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。

产品模块化设计中的多角度、分级模块划分方法

给出模块划分中的多角度和分级特性,并提出一种新的模块划分方法.首先以用户需求为依据对产品进行功能分解,获得一系列的功能元;然后从用户的特定需求出发定义相关性矩阵,根据该相关性矩阵进行模块划分.划分方案体现为一种层次结构.以万能车床为例,使用该方法进行模块划分,进一步验证了该方法的可行性.

一种可视化设计结构矩阵的产品设计模块化识别方法

为识别和划分产品模块化设计中模块的优劣,提出了一种可视化设计结构矩阵方法。通过分析模块的基本特征,提出了模块强度的概念及计算准则。利用设计结构矩阵建模产品内组件间相互关系,运用遗传算法优化矩阵。计算矩阵中所有潜在模块的模块强度,应用不同透明度下的颜色填充技术实现模块识别的可视化,从而为不同需求下的产品模块的识别和划分提供基础。结合数控挽把机的模块识别实例,验证了该方法的有效性和实用性。

再制造服务资源模块化方法及应用

为便于理解再制造服务并解决其服务资源充分、合理、高效利用问题,结合再制造和服务的特性,给出再制造服务的概念,并对其服务资源分类进行描述,提出一种多粒度再制造服务资源模块化组织模式及其模块化流程。针对再制造服务资源复杂多样、数量庞大导致匹配困难的问题,综合运用产品设计结构矩阵、耦合关联分析、遗传算法和模块度,构建了一种带供应商耦合约束遗传算法的再制造服务资源模块聚类优化模型,根据功能、空间、供应商等耦合特性,构建加权数值化设计结构矩阵,并进行初聚类,设计整数编码遗传算法,以再制造服务资源模块度和供应商耦合强度作为优化目标和约束对设计结构矩阵初聚类结果进行优化。通过应用实例验证了再制造服务资源模块聚类模型和求解方法的正确性和实用性。

面向广义模块化设计的产品族规划方法研究

针对不同的产品结构特点提出了两种模块化产品族的开发模式 ,即基于传统模块的产品族开发和基于柔性模块的产品族开发。柔性模块是广义模块化设计的基本组成元素。提出并详细论述了广义模块化设计产品族体系的结构组成。提出了基于相似特征分析构建广义模块化产品族中柔性模块矩阵和产品矩阵的方法。

一种基于模块矩阵的模块系列规划方法

对模块矩阵的深层机理进行了分析 ,建立了基于模块矩阵的模块规划模型 ,通过引入概念模块、辅助功能集等概念 ,阐明了模块横、纵系列化的本质 ,并以之为基础 。

基于联系信息流量的产品结构模块化方法

根据产品结构模型中各模块内部零部件之间联系的强度以及模块之间联系的强度,对产品结构设计结构矩阵模型的联系信息流量进行了定义,给出了联系信息流量的计算方法。为解决产品结构模块化划分工作量大等问题,将遗传算法原理引入到产品结构模块化划分中,给出一种遗传算法原理和产品结构设计结构矩阵模型模块化方法相结合的算法。在算法设计中,根据行列零件在产品结构设计结构矩阵模型中所属模块的情况,设计了产品结构设计结构矩阵模型的二维编码方法;以行列零件集合的叉乘运算和模块之间的联系矩阵为基础,开发了产品结构设计结构矩阵模型在遗传算法中联系信息流量的计算方法;在二维编码的基础上给出二维一点交叉方法和二维基本变异方法;实现了产品结构设计结构矩阵模型的智能模块化运算。通过一个工程实例验证了算法的可行性。

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。

机械产品模块化设计总体规划方法的研究

模块化产品的总体规划对整个设计系统至关重要，如果不进行规划就盲目地设计或者规划方法不当，就达不到预期的效果，很难对市场的变化作出快速响应。本文针对机械产品模块化设计的总体规划方法进行了研究，提出用矩阵来排列模块化产品系列和模块系列，从而使设计对象一目了然。

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替换性等特点,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。

基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键。文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块。最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本。

基于设计结构矩阵的产品结构模块聚类方法

阐述了当前产品结构模块聚类方法中存在的不足,并通过基于设计结构矩阵(DSM)的聚类方法较好地解决了这些不足.给出建立产品结构DSM模型的方法,并基于五点刻度法对产品结构DSM模型进行数字化.在聚类的过程中开发了基于产品结构DSM联系强度的聚类算法和基于联系成本的择优算法.以某摩托车发动机为例进行了实际建模、聚类运算及聚类择优,得出了优化的模块聚类结果.

复杂机电产品柔性平台模块化再设计集成方法

为实现面向订单设计类复杂机电产品的核心平台规划,提出柔性产品平台的模块化再设计集成方法。在分析柔性平台模块类别和映射机理的基础上,建立柔性平台设计的软件支持系统。使用类组件的几何拓扑、物料流、能量流和信息流的流转分析,构建平台设计结构矩阵;采用改进的最小化凸函数算法实现设计结构矩阵的二维空间变换,并引入模糊C均值聚类算法进行聚类运算,快速获得聚类设计结构矩阵;通过聚类中心组件决定模块的属性,避免了综合决策的复杂运算。通过液压支架平台的模块化再设计证明了运算方法的高效性和鲁棒性。

一种改进的计算机辅助模糊聚类方法

在机电产品的计算机辅助模块化设计中,引入模糊聚类分析方法用于定量的模块划分。在实际应用中,传统模糊聚类方法不仅效率低,而且不易程序化,难以操作,特别是在模糊相似矩阵的阶数比较大的情况下。为此,在改进的传递闭包法的基础上,提出了一种逐行合取的模糊聚类方法,简单实用。

一种考虑客户需求的产品模块规划方法

快速响应客户需求是保持企业竞争力的基础。针对当前产品模块规划方法不注重客户需求的局限性,提出了一套基于设计依赖矩阵和设计结构矩阵的产品模块规划方法,旨在兼顾客户需求和模块关联进行模块规划,形成能够快速反应客户需求的产品模块规划方案,指导任务分配,提高工作效率,降低协调成本。根据客户需求和模块间关联关系,建立设计依赖矩阵。将模块关联关系分为强关联和弱关联;基于设计依赖矩阵聚类结果,结合模块间关联关系,建立产品模块设计结构矩阵。研究了保证客户需求聚类前提下的设计结构矩阵聚类算法,实现了考虑客户需求的产品模块规划方法。最后以某型罐式半挂车为例对该方法的可行性和合理性进行了验证。

基于模块化思想的TRIZ分块冲突矩阵方法

通过介绍模块化设计在创新设计中的研究及应用,应用模块化核心思想相似特征分析法将TRIZ理论冲突矩阵改进为分块冲突矩阵.根据相似度计算公式对39个普通工程参数做相似计算并得出其相似值;通过对其比较归纳,将39个工程参数简化为15类向量参数,为特殊问题向一般问题转化这一过程提供捷径,同时原先冲突矩阵被分类为225个分块冲突矩阵模块,精简了矛盾冲突分析个数;此改进的优越性在一家美国波音公司改进型737的一个设计方案中得以验证,通过运用分块冲突矩阵方法和原冲突矩阵方法比较,得出最多的矛盾分析个数也只有原先的2/25倍.该方法在产品概念设计过程中具有很大的优势和实际应用价值.

变更路径预测支持的自适应模块建模

针对现有模块变更方法变更路径单一、可扩展性较差等问题,提出构建自适应模块指导模块变更的方法.该方法引入图论,将模块中的参数表示为有向图的顶点,参数间的关系对应为有向图的边,建立邻接矩阵(设计结构矩阵)描述模块中各参数的关联性;通过设计结构矩阵聚类分析参数的关联关系,预测模块的可能变更路径;将变更路径与路径相关信息进行结构化存储,整合结构化信息与全约束模块实例,建立自适应模块;针对不同变更来源,提出自适应模块的变更方法.最后以运输车辆尾防护装置为例,验证了文中方法的可行性和合理性.

城市基础设施项目群集成控制系统评价与优化

为了实现系统模块的合理划分和科学评价,采用设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)的理论和技术提出了城市基础设施项目集成控制系统模块化评价方法,包括系统功能依赖强度、数量的确定以及传递成本和聚类成本的计算等.针对该类系统的更新提出将遗传算法应用到DSM聚类算法中以寻找最优更新方案.以长春基础设施项目群集成控制系统作为典型案例,比较了更新前后两阶段系统版本的模块化程度,并提出了新一代系统的更新方案,该案例验证了DSM方法在系统模块划分、评价和方案优选方面的可行性和有效性,为同类大型集成控制系统的开发和维护提供了理论和实践参考.