基于功能-原理-结构的产品模块划分方法研究与应用

摘要

随着客户需求多样化和个性化定制的不断发展,使得差异化、个性化定制产品逐步取代单一的量产产品,成为企业赢得市场的主要手段和追求目标。模块化设计方法不但可以满足客户定制化的需求,而且能够有效缩短研发时间,降低研发成本,更为其创新打下良好的基础。在模块化设计过程中,模块划分是模块化设计的关键技术之一。在产品的模块划分过程中,针对其特点,既要考虑产品本身的整体性又要分析其内部零部件的相关性,这样才能得到更为合理的模块划分结果,模块划分的合理性关系到一个产品能否“模块化”成功。如何实现这一目标则是模块化设计研究的关键,本文研究基于功能-原理-结构的产品模块划分方法,具体研究内容包括以下几个方面。
　　首先,介绍大规模定制、模块化设计技术及模块划分相关理论国内外研究现状,分析了国内外关于大规模定制、模块划分、功能-原理-结构设计过程模型的概念、技术特点、应用情况等。
　　然后,通过对基于功能-原理-结构设计过程模型的分析,以现有产品为模块划分对象,研究基于功能、原理、结构的零部件之间的相关原则和量化方法,并在结构相关性的研究中,提出基于装配关系的零部件之间结构相关原则和量化方法;根据模块划分原则构建功能、原理、结构子相关矩阵,再将子相关矩阵加权和生成综合相关矩阵;依据综合相关矩阵,计算零部件之间关联度,并给出基于聚类分析的产品模块划分方法和步骤,实现产品模块的划分。
　　最后,以模块化设计理论及模块划分等关键技术为基础,设计开发基于功能-原理-结构的产品模块划分系统,该系统包括系统管理、产品管理、专家评分、模块划分。以减速箱为例,采用本文提出的模块划分原则及方法,对其主要零部件进行模块划分,验证了该方法的可行性和有效性,初步实现了论文提出的基于功能-原理-结构的产品模块划分方法的工程应用。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2模块化设计理论研究现状

1.3课题研究目的及意义

1.4主要研究工作与内容安排

第2章 基于功能-原理-结构的产品模块划分理论

2.2模块划分基本理论

2.3功能-原理-结构设计过程模型

2.4 基于功能-原理-结构的产品模块划分

2.5本章小结

第3章 基于功能-原理-结构的产品模块划分方法

3.1产品模块划分总体规划

3.2基于功能-原理-结构的产品模块划分综合矩阵构建

3.3基于聚类分析的产品模块划分

3.4实例分析

3.5 本章小结

第4章 基于功能-原理-结构的产品模块划分系统设计与开发

4.1 系统开发背景及运行环境

4.2 系统整体框架

4.3 系统功能实现

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

个人简历

致谢