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面向模块化变型设计的多尺度模型研究

学兔兔 l 匐 似 面向模块化变型设计的多尺度模型研究 Research on multi-scale model based on modular variant design 肖艳秋’,赵 和’,乔东平’,李 浩’ ,王 磊‘。 XIA0 Yan.qiu’,ZHAO He’,QlA0 Dong.ping’,LI Hao。‘。_,WANG Lei‘。 (1.郑州轻工业学院机电工程学院,郑州450002:2.浙江大学现代制造工程研究所,杭州310027) 摘 要:面向已有产品的模块化变型设计需求,提出了一种多尺度建模技术,讨论了根据用户需求的零 部件及模块的变更范围确定过程,将模块化产品模型分解为过程服务流模型、模块模型和零 部件模型三种模型。利用关联超图描述模块化设计过程中不同阶段之间的服务约束关系。引 用结构化超图对零部件和模块的信息进行形式化描述,建立结构化模型;然后通过多尺度信 息融合技术对结构模型中的约束信息进行融合,从而为零部件和模块的变更系数提供约束数 据源。最后通过实例分析表明了该方法的科学性和实用性。 关键词:模块化设计;产品服务流;关联超图;结构化超图;多尺度建模 中圈分类号;TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-01 34(201 3)03(下)-01 20-03 Doi:1 0.3969/J.Issn.1 009-01 34.201 9.o3C下).36 0 引言 依赖产品的结构和功能,对产品开发过程的研究 面对全球范围的市场竞争,企业只有不断的 较少,离开功能结构的前提就无法进行下去;2) 缩短开发时间、提高质量、降低成本才能赢得竞 大多数用于开发新产品的模块化结构,不适用于 争,模块化设计通过重组产品结构和设计过程来 对已有产品的模块化变型设计。 缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成 针对这些不足,作者借鉴了文献【8】中超图工 本,不仅使产品能够快速响应市场变化需求,还 具的思想,引用关联超图描述产品的模块化开发 可以加快产品创新及新产品开发速度,所以面向 过程,建立服务流关联模型,并利用结构化超图 产品生命周期的开发设计就成为一种现实需求。 建立了零部件和模块模型:为了描述各模型之间 根据不同的模块化产品设计目标,学术界提 的联系,引入了多尺度分析理论,将各个尺度上 出了许多支持模块化设计的产品信息表达的方 的信息进行最优综合。 法。在结构模型方面研究文献主要有:Hwai—En 1面向模块化变型设计的产品多尺 Tseng[1 和Yasushi Umeda【2 提出的产品模型由产品 几何结构模型和零部件关系图组成;刘建刚p 等给 度模型构建 出了联系信息流量的计算方法;钱晓 等提出 如图1所示,本文引用了超图理论和多尺度思 一 种基于装配拓扑树和零件拓扑树的产品结构模 想将模块化产品模型分解为过程服务模型、模块 型。在模块模型方面,徐载齐l 等将模块化产品模 模型和零部件模型三种模型。本文所提的模块化 型分解为产品方案模型、模块模型和接口模型三

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