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基于可拓理论改进的定制装备模块化设计研究

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为了解决定制装备开发过程中,已有需求和新需求产生矛盾导致的研发周期长、研发成本高问题,利用可拓理论改进的公理化设计(Axiomatic Design,AD)-设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)指导定制装备设计.通过形式化的手段分析需求的可拓性,改进公理化设计中CAS-FRS映射无法适应需求进化的问题.利用AD模型的"Z字映射"完成定制装备功能域到物理域的转化.以关联度标准建立评价模型对定制装备设计参数相关性做量化分析,并代入DSM矩阵的转化过程中,利用系统聚类解得定制装备的模块划分方案.以激光清洗机设计实践为例,可拓理论可以有效应对需求进化过程中产生的矛盾问题,成功完成了产品的模块化设计与试制验证.研究表明:以可拓理论改进的AD-DSM模型可以为响应需求进化、缩短研发周期、降低设备试制成本提供有效的决策手段,为复杂定制装备设计的迭代创新提供了一个新思路.
Research on Custom Equipment Modular Design Based on Extension Theory

周红宇、刘津圻、张学敏、廖越霄、张三强

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湖北工业大学 工业设计学院,湖北 武汉 430068

湖北省包装装备工程技术研究中心,湖北 武汉 430072

湖北省农业机械工程研究设计院,湖北 武汉 430064

定制装备 需求进化 可拓理论 设计结构矩阵 模块化设计

国家重点研发计划国家级大学生创新创业训练计划湖北省教育厅教学研究项目

2018YFD0301303-42022105000342021309

2024

10.3969/j.issn.1009-0134.2024.09.025

制造业自动化
北京机械工业自动化研究所

制造业自动化

CSTPCD
影响因子：0.482
ISSN：1009-0134
年,卷(期)：2024.46(9)