復雜產(chǎn)品的解耦設(shè)計與開發(fā)

目錄
《21世紀先進制造技術(shù)叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)及其復雜性 1
1.2 復雜產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)的耦合特性分析 2
1.3 公理設(shè)計理論研究進展 4
1.3.1 公理設(shè)計理論研究進展及其分析 5
1.3.2 公理設(shè)計理論的典型應用 10
1.3.3 問題分析與研究展望 12
1.4 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣研究進展 14
1.4.1 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣概述 15
1.4.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣研究現(xiàn)狀及其分析 16
1.4.3 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣的典型應用 21
1.4.4 未來工作展望 24
1.5 本書主要內(nèi)容 25
參考文獻 28
第2章 公理設(shè)計理論與設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣原理 36
2.1 公理設(shè)計理論概述 36
2.1.1 公理設(shè)計理論簡介 36
2.1.2 域的概念 36
2.1.3 Z字形映射和層級 37
2.1.4 獨立公理 39
2.1.5 信息公理 41
2.1.6 基于公理設(shè)計理論的產(chǎn)品設(shè)計過程 44
2.2 基于公理設(shè)計理論的產(chǎn)品設(shè)計 45
2.2.1 基于公理設(shè)計理論的起重機起升機構(gòu)設(shè)計分析 45
2.2.2 獨立公理的應用研究 49
2.2.3 信息公理的改進研究 57
2.3 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣的基本原理 67
2.3.1 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣概述 67
2.3.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣分類 68
2.3.3 設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣分析算法 74
2.4 基于設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣的產(chǎn)品開發(fā)迭代重疊問題研究 79
2.4.1 產(chǎn)品開發(fā)迭代重疊問題背景 79
2.4.2 單輸入單輸出活動重疊改進模型及其擴展 82
2.4.3 多輸入多輸出活動重疊模型 85
2.4.4 活動重疊方法實施步驟與實例 88
2.5 本章小結(jié) 91
參考文獻 91
第3章 公理設(shè)計框架下基于系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的解耦 95
3.1 引言 95
3.2 系統(tǒng)性創(chuàng)造思維 96
3.2.1 TRIZ——創(chuàng)新問題解決方法 97
3.2.2 SIT——看事物的新方式 99
3.2.3 SIT與TRIZ的關(guān)系分析 103
3.3 耦合設(shè)計問題的處理 104
3.3.1 耦合設(shè)計問題的分類 104
3.3.2 耦合設(shè)計問題的處理情況分析 106
3.4 公理設(shè)計與系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的關(guān)系分析 109
3.4.1 獨立公理與性質(zhì)變化原理的關(guān)系 109
3.4.2 公理設(shè)計與封閉世界原理的關(guān)系 109
3.4.3 層次結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的關(guān)系 110
3.4.4 信息公理與系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的關(guān)系 111
3.5 基于系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的結(jié)構(gòu)化解耦方法 112
3.5.1 基于系統(tǒng)性創(chuàng)造思維的解耦方法 112
3.5.2 解耦方法的實現(xiàn)步驟 113
3.5.3 升級現(xiàn)有系統(tǒng)或開發(fā)一個新系統(tǒng) 117
3.6 應用實例 120
3.6.1 沖水裝置的振動和噪聲問題 120
3.6.2 捻線錠子加捻效率問題 124
3.7 分析討論 128
3.7.1 分析 129
3.7.2 基于SIT的解耦方法的擴展 130
3.8 本章小結(jié) 134
參考文獻 135
第4章 基于獨立公理的結(jié)構(gòu)化耦合設(shè)計處理方法 138
4.1 引言 138
4.2 基于獨立公理的結(jié)構(gòu)化耦合設(shè)計處理方法思路 138
4.3 功能分解及設(shè)計矩陣的調(diào)整 139
4.3.1 功能分解并產(chǎn)生設(shè)計矩陣 139
4.3.2 設(shè)計矩陣的調(diào)整 140
4.4 耦合設(shè)計中的交互作用 142
4.4.1 耦合設(shè)計任務的關(guān)系圖 142
4.4.2 關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)選擇 143
4.4.3 其他設(shè)計參數(shù)的影響作用 145
4.4.4 耦合關(guān)系分析及其度量 146
4.5 解耦條件和方法 147
4.5.1 實質(zhì)解耦方法 147
4.5.2 基于滿意度的解耦方法 149
4.6 初始迭代順序的確定 152
4.7 基于獨立公理的結(jié)構(gòu)化耦合設(shè)計處理方法流程 154
4.8 應用實例 156
4.8.1 金屬基/陶瓷復合涂層柱塞桿設(shè)計 156
4.8.2 臥式殼管式冷凝器設(shè)計 164
4.9 本章小結(jié) 170
參考文獻 170
第5章 基于內(nèi)部迭代的產(chǎn)品開發(fā)耦合任務集求解 173
5.1 引言 173
5.2 串行迭代模型 175
5.2.1 串行迭代設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣 175
5.2.2 串行迭代模型完成工期的計算 176
5.2.3 串行迭代模型最短完成時間的執(zhí)行順序確定方法 178
5.2.4 應用實例 180
5.3 并行迭代模型——工作轉(zhuǎn)移矩陣 181
5.3.1 工作轉(zhuǎn)移矩陣基本概念 181
5.3.2 工作轉(zhuǎn)移矩陣模型的假設(shè) 182
5.3.3 任務量與任務工作總量 182
5.3.4 工作轉(zhuǎn)移矩陣模型分析 182
5.3.5 任務模態(tài)與任務工作總量 183
5.3.6 數(shù)值示例分析 187
5.4 工作轉(zhuǎn)移矩陣的擴展——多階段模型 189
5.4.1 二階段工作轉(zhuǎn)移矩陣模型 189
5.4.2 二階段任務分布尋優(yōu)方法 191
5.4.3 二階段工作轉(zhuǎn)移矩陣的擴展 191
5.4.4 應用實例 192
5.5 基于資源約束的耦合任務集求解模型 194
5.5.1 帶效率約束的工作量模型 194
5.5.2 基于資源均衡策略的耦合任務集求解模型 197
5.6 基于遺傳算法的多階段耦合迭代模型求解 202
5.6.1 遺傳算法概述 202
5.6.2 耦合迭代模型求解的遺傳算法 203
5.7 應用實例 204
5.7.1 仿真實例 204
5.7.2 分析討論 208
5.8 本章小結(jié) 211
參考文獻 212
第6章 基于混合解耦策略的產(chǎn)品開發(fā)耦合任務集求解 214
6.1 引言 214
6.2 基于混合解耦策略的耦合任務集求解方法基本思想 216
6.3 基于混合解耦策略的耦合任務集求解模型 218
6.3.1 基于改進的割裂方法度量耦合任務集質(zhì)量損失 218
6.3.2 基于傳輸時間的耦合任務集割裂問題轉(zhuǎn)化求解 225
6.3.3 混合解耦模型的建立 229
6.4 求解混合解耦模型的人工蜂群算法 230
6.4.1 人工蜂群算法簡介 230
6.4.2 人工蜂群算法求解實現(xiàn)過程 233
6.5 應用實例 237
6.6 本章小結(jié) 243
參考文獻 244
第7章 產(chǎn)品族設(shè)計中的耦合問題分析與處理 247
7.1 引言 247
7.2 產(chǎn)品族設(shè)計基礎(chǔ)知識 249
7.2.1 大批量定制內(nèi)涵 249
7.2.2 產(chǎn)品族設(shè)計相關(guān)概念 251
7.2.3 產(chǎn)品族設(shè)計過程分析 251
7.2.4 產(chǎn)品平臺 253
7.3 基于公理設(shè)計理論和設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣的產(chǎn)品平臺設(shè)計原理 254
7.3.1 功能需求分析與建模 254
7.3.2 產(chǎn)品平臺的構(gòu)成 256
7.3.3 產(chǎn)品平臺參數(shù)的共享策略 257
7.4 產(chǎn)品族設(shè)計中的耦合問題分析 262
7.4.1 產(chǎn)品族功能需求耦合性分析 262
7.4.2 產(chǎn)品族平臺參數(shù)耦合性分析 265
7.5 產(chǎn)品族平臺參數(shù)與非平臺參數(shù)的耦合處理方法 269
7.5.1 設(shè)計關(guān)聯(lián)矩陣 270
7.5.2 設(shè)計參數(shù)相似性分析 272
7.5.3 設(shè)計參數(shù)模塊優(yōu)化模型 273
7.5.4 產(chǎn)品模塊劃分 273
7.6 應用實例 275
7.7 產(chǎn)品族設(shè)計耦合與產(chǎn)品設(shè)計耦合的分析比較 285
7.8 本章小結(jié) 290
參考文獻 290
第8章 不確定條件下基于內(nèi)部迭代的耦合任務集求解 294
8.1 引言 294
8.2 產(chǎn)品開發(fā)過程的不確定性分析 296
8.2.1 任務執(zhí)行工期的不確定性 296
8.2.2 任務輸出分支的不確定性 297
8.2.3 資源分配方式的不確定性 298
8.3 基于統(tǒng)計分析方法的耦合任務集混合迭代模型 298
8.3.1 不確定條件下耦合任務集混合迭代模型 298
8.3.2 模型仿真計算步驟 301
8.3.3 應用實例 302
8.3.4 分析討論 304
8.4 不確定條件下基于反饋控制的設(shè)計迭代模型 308
8.4.1 研究思路 308
8.4.2 確定條件下設(shè)計迭代反饋模型 309
8.4.3 不確定條件下設(shè)計迭代反饋模型 311
8.5 應用實例 317
8.5.1 照相機設(shè)計開發(fā)過程 318
8.5.2 起重機變幅系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程 322
8.6 本章小結(jié) 337
參考文獻 337
索引 340