基于双层进化的产品客户化设计

介绍了基于双层进化的产品客户化设计方法,并把进化技术拓展到产品的客户化设计中.在产品平台的基础上,利用进化技术产生更多的变型产品.通过适应度函数的评价,进化后的满意产品将满足客户的定制需求.最后通过实例验证了该方法是有效的.     

基于进化的产品平台参数规划方法

针对基于可变参数的产品平台,用遗传算法对产品平台参数进行规划,满足各种客户需求.该规划方法无需事先人为指定,而是在满足多样化客户需求的前提下,尽可能提高产品族中设计变量的共性,从而确定最好的产品平台的公共参数及其最优值,以及个性参数及其变化范围.并以一个电动机例子验证了该方法.     

基于CATIA CAA的电阻焊参数化建模

汽车座椅产品焊接点和焊接类型多,焊接要求质量高,商业CAD焊点工艺设计效率低,而且不满足客户化需求,亟需通过自定义开发实现自动化工艺设计。针对以上问题,基于对汽车座椅骨架电阻焊工艺参数和约束条件的分析,提出了以CATIA CAA用户界面设计、自定义对象、参数验证和实体创建为技术路线的焊点/缝建模框架,然后针对螺母边焊的焊点直径计算、焊点中心至边线距离计算展开了参数自动计算和验证问题研究,最后通过CAA二次开发实现了汽车座椅骨架电阻焊工艺中的平板凸焊和螺母焊的参数化建模。结果表明,通过CATIA高级开发功能能够实现电阻焊自定义对象创建和工艺参数化管理,满足高级客户需求。CATIA CAA具有完整的用户界面设计、对象扩展、几何拓扑对象编辑功能,因而具有强大的自定义对象能力,能够有效应用于成熟客户。     

大规模定制下的工业设计

大规模定制是一种全新的生产模式，它以满足客户的个性化需求为目标，并以大规模生产的速度和成本实现个性化产品的定制．这种生产模式对工业设计产生了很大的影响，在这种生产模式下，工业设计以客户的个性化需求为导向，并在设计的过程中采用了模块化的柔性设计，最大程度地满足客户的个性化需求，从而为企业在多变的市场环境中赢得持久的竞争优势．     

基于配置约束处理的产品配置设计方法

为了解决复杂的配置设计问题，提出了一种集成配置设计方法．该方法包括3个相互协作的过程：通过实例匹配技术从现有设计实例库中搜索满意设计解；通过领域知识的支持解决具有强烈知识依赖性的模块配置问题及关键参数的赋初值问题；通过进化算法解决配置设计过程中参数的求解和优化问题．针对参数求解和优化过程中的一些复杂配置约束，在传统进化算法的基础上提出了约束校核操作和再设计规则的配置约束处理方法．最后以蜗杆减速器为实例，验证了所提出的基于配置约束处理的产品配置设计方法能够快速给出良好的设计解，从而为复杂产品的配置设计问题提供求解方案．     

大规模定制下的产品配置设计研究

研究了大批量定制下的基于产品族模型的产品配置设计,分析了从细分客户群中相同需求和不同需求映射到产品族的基本组成、可变因素和配置规则的过程．在此基础上,建立了产品族模型的通用结构．通用结构中的每个零部件都是一个独立对象,对象通过装配关系形成复杂的多层产品结构,这样每个零部件都能够方便的被其他零部件借用,以降低零部件的多样化．零部件被分为普通零部件和构件,普通零部件对应于产品族的基本组成,构件用来表达产品结构的可变因素．配置规则也被存储为对象并通过“与”、“或”、“非”的逻辑组合形成复合规则．因此本产品族模型能够充分反映客户需求,并且能够被计算机系统快速识别解析．开发了产品配置器软件系统,此软件系统支持采用基于C 标准格式的脚本程序、部分Visual扩展程序以及类SOL语言编写的配置规则,能够成功完成在具有千个节点以上的通用产品结构中匹配配置规则得到符合客户需求的产品结构实例的任务．目前此软件系统已经在汽车行业企业应用．     

基于风格进化模型的产品生成设计方法

针对产品风格进化现象与创新设计问题,提出了产品风格历时性与共时性进化模型.在该模型基础上,结合生物遗传学理论定义产品风格基因.以典型汽车产品风格为例,在引入造型参数化表征前提下,运用主成分分析进行参数规约,并利用形状文法实现风格基因表达.然后,建立基于遗传算法的生成设计机制,该机制采用正交分析的策略来精简初始种群规模,通过适应度函数实现方案收敛.最后,开发出面向汽车产品的风格生成设计系统,并验证其有效性和实用性.风格进化规律、风格基因建模方法及创新设计技术对于动漫设计、平面设计、服装设计等领域研究也具有指导或借鉴作用.     

面向装配的智能变型设计技术及应用研究

产品变型设计的基本思想是通过改变已有的系列产品或设计实例来适应新的设计需要．针对变型设计的基本特点,以装配环境下基于实例的推理为基础,结合工程CAD中的模板技术,提出了面向装配的智能变型设计理论和方法．通过对SL1126柴油机产品结构特征深入研究,获得该产品结构设计知识,对产品的设计任务进行抽象和分类,应用Pro／ENGINEER及其二次开发工具Pro／ToolKit,开发了一个柴油机整机产品三维参数化CAD系统的原型,实现了产品整机的参数化设计,验证了该方法的可行性．     

基于Pro／E的手机结构数字化设计

为了保证手机设计的质量和速度，提出采用基于Pro／E软件的自顶向下设计方法，如果客户要求的时间更短，则可以利用协同设计的方法来满足客户需求．     

基于网络化制造的个性化定制关键技术

在研究个性化产品定制生产模式的基础上,提出了一种针对单件小批量生产模式下大型机械产品的个性化定制系统的框架,并分析该系统的工作流程·研究采用贝叶斯原理,根据捕获的先验知识和统计数据推断三方(客户、设计人员和工艺人员)异地产品协同设计中的设计状态类别,采用Java3D技术作为三维显示实现技术,根据客户端的输入设计参数进行三维模型参数化驱动设计·考虑到系统的可移植性和网络通信要求,用Java语言开发了系统软件·借助这一系统,客户可以与设计人员共同定制出满足客户个性化需要的产品,为企业有效地满足客户多品种、小批量、多批次、短周期和高质量的消费需求提供一条新的途径     

基于产品设计难度系数的设计时间估计方法

为了快速而准确地估算产品设计时间,研究了产品设计难度与设计时间之间的关系,提出了一种基于产品设计难度系数的设计时间估算方法.该方法通过分析产品设计难度表征方式,并结合熵值法和基于相关系数和标准差的专家权重确定方法建立产品设计难度系数模型.同时基于企业数据库和编码技术,运用Matlab确定产品设计难度系数与设计时间之间的关系函数,建立基于产品设计难度系数的设计时间估算模型.最后,通过范例和已有算法的对比证明了该方法的实用性和有效性.研究结果表明,该方法对设计时间预测具有较高的准确性和较好的实用性.     

可能速度及其在公路线形设计中的应用方法

根据汽车在公路上行驶的特性和公路线形设计的要求,研究了以设计速度作为依据的公路线形设计方法,发现各技术指标取值不合理、相互组合不协调,易发生交通事故等问题。提出可能速度的概念及在公路线形设计的应用方法,可以有效地检查和评价公路线形设计成果,作为公路几何设计技术指标取值的依据。     

基于3次Bezier曲线的缓冲包装CAD框架构建

针对缓冲材料静态压缩试验得到的应力—应变曲线多为非线性、分段拟合时不易收敛的特点,提出了利用3次Bezier曲线分段拟合应力—应变曲线的方法,由此可以推导出缓冲系数,进而得到缓冲系数—最大应力参数方程;基于3次Bezier曲线,提出了从缓冲材料试验开始至缓冲包装设计结束的设计流程,并探讨了开发基于3次Bezier曲线的计算机辅助缓冲包装设计软件框架;软件能够实现根据"新材料"静态压缩应力—应变试验曲线得到缓冲系数—最大应力参数方程;并将处理数据添加到"已有材料",利用"已有材料"进行缓冲包装设计时,只需输入等效跌落高度H、产品脆值G、产品重量W(或产品表面积S)即可得到缓冲衬垫的面积A和厚度T,大大提高了缓冲包装设计的效率。     

面向工程设计的知识处理关键技术

通过对工程设计过程的分析,提出了面向工程设计系统中产品层次建模的基本方法,研究了面向工程设计的知识处理技术:采用基于对象-规则的方法进行工程设计产品的知识表示;综合运用前向和后向推理,进行目标搜索和求解;建立了基于逻辑式的规则表示和推理,提高了规则知识的表示能力;建立了基于广义表的函数运算语言,提高了工程设计理论和经验公式的集成能力.开发了相应的软件系统,可集成于工程设计系统中,提高其知识处理能力.     

西周青铜窃曲纹饰在产品设计中的应用研究

目的 研究西周青铜窃曲纹饰在现代产品中的应用方法.方法 分析西周青铜纹饰的演变过程,通过青铜器实例探讨了窃曲纹的审美特征并提取设计符号.结果 根据产品设计的要素,将提取的设计符号变形并应用于产品设计中.结论 青铜纹饰应用于产品设计中可以从产品形态的创新、产品功能的表达、产品使用环境的演绎3个层面进行设计与研究.     

电磁阀设计理论与控制方法研究动态

电磁阀是管道流体输送系统中广泛使用的控制元件.阀门的发展方向主要是扩大产品参数,发展节能、省力以及自动控制阀门,并通过改进结构、采用新材料和新工艺提高阀门的使用寿命;同时要扩展专用阀门系列的应用.     

产品实例种群及产品基因研究

提出了一种新的产品基因表达和获取方法.通过对产品实例适当分类,划分不同的产品实例种群,建立实例种群表达模型;抽取种群实例的方案设计知识,规范化成功能、原理和结构基,合成产品基因,建立产品实例的层次分解基因树,用面向对象方法表达基因树及其节点.使用此种方法,有助于设计知识的规范化、累积和重用.结合遗传算法,能够实现自动化方案演化设计,从功能、原理和结构等多方面多层次优化设计方案,提高产品方案设计创新性.     

Expert System Realization for Conceptual Design of Mechanical Products under CIMS Environment

ＥｘｐｅｒｔＳｙｓｔｅｍＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｎｃｅｐｔｕａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓｕｎｄｅｒＣＩＭＳＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ￥ＴｏｎｇＢｉｎｇｓｈｕ，ＹｏｎａｓＨａｇｏｓ童秉枢（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃ...     

面向病人个性化需求的血管支架快速设计系统

在分析个性化血管支架特点的基础上,建立了面向病人个性化需求的医用血管支架快速设计系统的功能体系结构和工作流程,并对实现系统功能所涉及的血管病变部位数据获取、血管支架快速设计方法等关键技术进行了研究.在Pro/E W ildfire环境下,利用其二次开发工具Pro/Toolkit,融合血管病变部位数据获取技术,建立了基于支架三维标准库和实例推理技术的支架选型、支架快速参数化设计的支架快速设计集成系统.该系统实用性强、效率高,能大幅缩短支架产品开发周期.     

产品设计知识的表示与重用技术

通过研究知识工程(KBE)技术在产品设计中的应用,根据产品设计知识的形式对其进行归类,利用面向对象的方法表达产品的总体参数、零件的独立参数、设计经验及规则,采用框架结构表示产品的结构配置树,将设计知识存储到模型库、数据库和规则库中.把编写好的KF(Knowl-edge Fusion)类加载到产品模型,并根据新设计条件和约束来驱动产品设计.最后,通过观光电梯的应用实例验证设计知识的重用.