基于产品平台的产品配置方法研究及其在纺机产品设计中的应用

摘要

基于产品平台的产品配置方法是将多个独立产品的功能要求，用设计产品族加以表示，极大地提高产品设计方案和配置的重用性，并利用一组成熟的通用模块，通过匹配功能、性能等不同的定制模块，以较短的开发周期、较低的成本，向市场快速提供不同系列的产品，以满足不同客户群的需求。本文主要研究内容如下：
　　 1.在模块化设计理论和产品配置理论的指导下，研究面向产品配置的模块划分特点和划分准则，综合考虑零部件的客户定制需求相关性、功能相关性及结构相关性，提出采用模糊c均值(FCM，Fuzzy C-Means)聚类算法进行模块划分，并且利用划分熵对模块划分方案进行优选。建立面向产品配置的可适应模块模型和模块创建过程模型。
　　 2.针对模块化产品平台和参数化产品平台存在的不足，以可适应模块为基础，提出可适应模块化产品平台的概念。研究可适应模块化产品平台的构建技术，对该平台的构建过程进行定量分析，最后以并纱机产品平台的构建为例进行说明。
　　 3.研究基于可适应模块化产品平台的产品配置方法，对产品配置过程中客户需求建模方法、产品平台识别算法、模块匹配算法、基于可拓物元变换的模块变型设计方法等关键问题进行研究与探讨。
　　 4.研究产品配置过程模型，建立基于PDM的并纱机产品族数据模型、产品配置集成模型和基于TOP-DOWN的产品族骨架模型，实现产品配置方案的预装配，从而提高产品配置的效率和准确度。
　　 5.应用SmarTeam软件作为PDM平台，开发并纱机模块化设计系统(DoubleWinder Modular Design System，DWMDS)，实现模块化产品配置方案的快速生成，为企业提供方便友好、高效快捷的产品设计平台。

目录

文摘

英文文摘

声明

学位论文的主要创新点

第一章 绪 论

1.1 面向大规模定制的产品配置

1.1.1 大规模定制

1.1.2 面向大规模定制的产品配置

1.1.3 产品配置的发展

1.2 产品配置相关技术及其研究进展

1.2.1 模块化设计技术

1.2.2 产品族设计理论

1.2.3 产品平台设计理论

1.2.4 产品配置与产品族、产品平台关系

1.2.5 可拓学理论及其在产品配置方面的应用

1.3 纺织机械制造业的现状

1.3.1 纺织机械的特点

1.3.2 纺织机械制造业面临的问题

1.4 课题研究背景、目的和意义

1.4.1 研究背景

1.4.2 课题来源

1.4.3 研究的目的和意义

1.5 论文主要内容

第二章 面向产品配置的模块划分及可适应模块建模

2.1 引言

2.2 模块划分的主要方法

2.3 面向产品配置的模块划分准则及其量化模型

2.3.1 模块划分准则

2.3.2 准则量化模型

2.4 面向产品配置的模块划分方法

2.4.1 客户需求整理

2.4.2 产品功能分析

2.4.3 构造相关矩阵

2.4.4 基于FCM聚类得到不同的模块划分方案

2.4.5 基于划分熵的模块划分方案的优选

2.5 并纱机卷绕装置模块划分

2.5.1 卷绕装置客户需求分析

2.5.2 卷绕装置功能分析

2.5.3 装绕装置零部件FCM聚类

2.5.4 卷绕装置的模块划分

2.6 面向产品配置的可适应模块建模

2.6.1 可适应模块的概念

2.6.2 可适应模块模型

2.6.3 可适应模块建模

2.6.4 可适应模块创建过程模型

2.7 本章小结

第三章 可适应模块化产品平台的构建技术

3.1 引言

3.2 AMPP的提出

3.2.1 AMPP的概念

3.2.2 AMPP的基本特征

3.2.3 AMPP的组成

3.3. AMPP构建的体系框架

3.4 AMPP构建的方法

3.4.1 平台的规划

3.4.2 平台的通用化

3.4.3 平台的评价

3.4.4 平台的升级与更新

3.5 AMPP构建的关键技术

3.5.1 客户需求获取与转化技术

3.5.2 基于公理化设计理论的需求-功能-结构映射技术

3.5.3 面向产品多样化的产品族矩阵规划技术

3.6 并纱机AMPP的构建

3.7 本章小结

第四章 基于可适应模块化产品平台的产品配置

4.1 引言

4.2 产品配置流程

4.3 客户需求建模

4.3.1 客户需求的获取与转化

4.3.2 客户需求的参数化表达

4.3.3 客户需求模型

4.4 产品平台的可拓模式识别方法

4.4.1 模式识别

4.4.2 可拓模式识别

4.4.3 基于可拓模式识别的产品平台的辨识

4.5 模块物元的检索与匹配

4.5.1 模块物元和模块族物元

4.5.2 模块物元的检索

4.5.3 模块物元的匹配

4.6 模块物元的可拓变型设计

4.6.1 可拓变换的概念

4.6.2 基于可拓变换的模块物元变型设计

4.7 并纱机产品配置实例研究

4.7.1 并纱机客户需求建模

4.7.2 并纱机产品平台的识别

4.7.3 并纱机定制模块的检索与匹配

4.7.4 并纱机模块变型设计

4.7.5 并纱机模块的组合

4.7.6 并纱机产品配置方案预装配

4.8 本章小结

第五章 基于PDM的产品配置过程建模

5.1 引言

5.2 基于PDM面向对象的产品建模技术

5.2.1 面向对象的产品建模方式

5.2.2 基于PDM的产品建模

5.3 基于PDM的并纱机产品族数据模型

5.4 面向装配的产品族骨架模型的建立

5.4.1 骨架模型概述

5.4.2 骨架模型的功能

5.4.3 并纱机产品族骨架模型研究

5.5 基于PDM的产品配置系统集成技术

5.5.1 基于PDM的产品配置系统集成模型

5.5.2 集成接口设计

5.6 并纱机模块化设计系统实现

5.6.1 系统体系结构

5.6.2 系统功能

5.7 本章小结

第六章 结束语

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

博士期间发表论文和参加科研情况

致 谢