一種面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)方法.pdf

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1、第10卷第10期計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)Vol.10No.102004年10月ComputerIntegratedManufacturingSystemsOct.2004文章編號(hào):1006-5911(2004)10-1171-06面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)方法1,2122王海軍,孫寶元,王吉軍,魏小鵬(1.大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,遼寧　大連　116024;2.大連大學(xué)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)中心,遼寧　大連　116622)　　摘　要:對(duì)零件進(jìn)行了功能和物理特性分析,得到了零件之間的交互值并形成了關(guān)系矩陣,采用層次分析法對(duì)影響模塊形成的因素進(jìn)行了權(quán)重分配;基于模糊樹圖方法對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行了合

2、理、有效的劃分,并應(yīng)用基于多專家的綜合評(píng)判法對(duì)取不同閾值的模塊劃分結(jié)果進(jìn)行方案評(píng)價(jià);結(jié)合典型實(shí)例說(shuō)明了該文提出的設(shè)計(jì)方法可以解決面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品模塊化形成問(wèn)題。與其他優(yōu)化算法相比,基于模糊樹圖理論的模塊形成方法可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效、合理的模塊劃分,具有良好的適應(yīng)性和通用性;基于多專家的模糊綜合評(píng)判方法可以對(duì)模塊的劃分方案進(jìn)行科學(xué)的決策,得到的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案符合機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)律。關(guān)鍵詞:模塊化;大規(guī)模定制;模糊樹圖;綜合評(píng)判中圖分類號(hào):TH122　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A方法,并對(duì)產(chǎn)品模塊化的構(gòu)建做了優(yōu)化設(shè)計(jì);Tsai等0　引言[5]人通過(guò)制造和裝配過(guò)程中的功能設(shè)計(jì)研究,得出為了給

3、客戶提供及時(shí)、滿意的個(gè)性化商品,企業(yè)模塊形成的最優(yōu)方式,并對(duì)模塊的設(shè)計(jì)、制造順序進(jìn)[6]迫切需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中具備一系列通用的零部件及行了排列;Salhieh等人把模塊的形成過(guò)程分解成子裝配操作,以達(dá)到資源共享、縮短產(chǎn)品成型時(shí)間和四階段,并通過(guò)零件之間特征指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度形成模節(jié)省成本的目的。基于模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)可以塊。由于基于模糊理論的設(shè)計(jì)方法可以對(duì)復(fù)雜機(jī)械有效地提高設(shè)計(jì)資源利用率,降低產(chǎn)品族的裝配和系統(tǒng)給予定量描述和分析運(yùn)算,成為解決模塊化設(shè)管理成本,并且在產(chǎn)品全生命周期中易于管理和維計(jì)問(wèn)題的重要方法之一。文獻(xiàn)[7]采用基于模糊聚修,還能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程和促進(jìn)產(chǎn)品更新,是大規(guī)

4、模類的傳遞閉包法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了合理有效的模塊劃定制生產(chǎn)方式成功的關(guān)鍵因素之一。通過(guò)把離散的分。零件聚合成模塊,可以擴(kuò)展客戶定制產(chǎn)品的功能、結(jié)模塊化設(shè)計(jì)問(wèn)題屬于多目標(biāo)綜合優(yōu)化問(wèn)題,很[1]構(gòu),并能達(dá)到減少設(shè)計(jì)冗余的目的,同時(shí),定制產(chǎn)難建立統(tǒng)一的優(yōu)化模型?，F(xiàn)有的模塊形成方法不僅品的數(shù)量和質(zhì)量均可得到提高。復(fù)雜,通用性也較差。而涉及到模塊劃分方案評(píng)價(jià)近年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在模塊化技術(shù)領(lǐng)域相方面的相關(guān)文獻(xiàn)也比較少。因此,開發(fā)一種簡(jiǎn)單而[2]繼進(jìn)行了研究。Kusiak等人應(yīng)用了啟發(fā)式的圖通用的、確定模塊化形成的方法體系是非常有應(yīng)用解模塊識(shí)別方法,并給出三種模塊化結(jié)構(gòu)形式;Gu價(jià)值的。為此

5、,本文在分析零件功能和物理特性的[3,4]等人提出了面向全生命周期的集成模塊化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,運(yùn)用層次分析法,給功能、物理因子分配權(quán)收稿日期:2003-11-03;修訂日期:2004-02-09?；痦?xiàng)目:國(guó)家863/CIMS主題資助項(xiàng)目(2001AA412011);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(60174037,50275013);大連市科技基金資助項(xiàng)目(2002A1GX025)。作者簡(jiǎn)介:王海軍(1977-),男,安徽滁州人,大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士研究生,主要從事大規(guī)模定制和模塊設(shè)計(jì)研究。E-mail:wanghj77@163.com。?1995-2006TsinghuaT

6、ongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.1172計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第10卷重,以建立零件之間的關(guān)系矩陣;利用模糊樹圖方法　　依照表1中所定義的零件模糊交互關(guān)系,給出有效地把待配置零件聚合成模塊;為了比較產(chǎn)品模零件i,j(i,j=1,2,?,N)之間的關(guān)系加權(quán)平均值塊劃分方案,采用基于多專家的綜合評(píng)判方法對(duì)幾如下:種劃分方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以得到理想的模塊化形表1　零件之間的模糊關(guān)系定義成結(jié)果。序號(hào)關(guān)系類型交互數(shù)值關(guān)系描述1極強(qiáng)1.0零件不可拆分1　零件關(guān)系矩陣建立2親密0.8零件聯(lián)接緊密、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)恰當(dāng)?shù)孛枋龀隽慵g的交互值,需要

7、綜合考3適中0.6有一定互作用和關(guān)聯(lián)度慮零件之間功能特性和物理特性的關(guān)聯(lián)度。功能特4一般0.4關(guān)系疏松,互作用性較弱性包括零件所要履行的一系列服務(wù),物理特性包括5較弱0.2零件間關(guān)系基本獨(dú)立零件的尺寸、接口等幾何特性以及零件的排列順序、6無(wú)0.0零件間無(wú)聯(lián)系裝配形式等特征。mn圖1為零件的功能特性和物理特性分解示意∑Afk(i,j)wfk+∑Apl(i,j)wpli≠jAij=k=1l=1。(3)圖,其中,wf和wfk(k=1,2,?,m,m為功能因子1i=j數(shù)目)分別代表零件的功能特性及其因子的權(quán)重;