机电产品绿色模块化设计方法与系统开发研究

摘要

客户对机电产品的需求呈现多样化和个性化的特点，而传统的机电产品设计方法不能够满足多样化个性化的需求；此外由于可持续发展的需求，产品应具有一定的绿色性能。因此研究产品绿色模块设计理论和模块化平台系统开发具有重要的意义。 本文根据绿色模块化设计基本理论，研究了基于进化算法的绿色模块划分方法、面向绿色模块化产品重设计方法和绿色模块化系统开发。针对传统模块化设计方法中缺乏对绿色属性的考虑，提出了一种绿色模块化设计模型，阐述了组件生命周期属性、设计结构矩阵、层次分析法和最小描述长度基本理论知识。为提高产品模块划分的求解效率，采用成组遗传算法-免疫算法的混合算法实现双组份点胶机模块划分智能求解，算法对比实验表明采用混合算法搜索性能更好；并对绿色模块进行变化指数和传播指数分析，实现模块化产品平台的设计。基于绿色模块化设计进行产品重设计的研究不足，提出了面向绿色模块化产品重设计方法，分别对功能模块进行相似性和独立性分析识别重设计的零件，并采用模糊层次分析法和模糊优劣解距离法对原产品与重设计产品进行综合评价，结果表明重设计后的产品绿色综合性能更好。为提高工程设计人员的效率和缩短设计周期，从软件的角度进行开发了绿色模块化系统，具有产品模块规划、参数化设计、数据管理和自动装配功能。

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