制造业自动化2024，Vol.46Issue(9) ：184-193.DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2024.09.025

基于可拓理论改进的定制装备模块化设计研究

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
制造业自动化2024，Vol.46Issue(9) ：184-193.DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2024.09.025
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基于可拓理论改进的定制装备模块化设计研究

Research on Custom Equipment Modular Design Based on Extension Theory

周红宇 1刘津圻 2张学敏 2廖越霄 2张三强3
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作者信息

  • 1. 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
  • 2. 湖北工业大学 工业设计学院,湖北 武汉 430068
  • 3. 湖北省农业机械工程研究设计院,湖北 武汉 430064
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摘要

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.

关键词

定制装备/需求进化/可拓理论/设计结构矩阵/模块化设计

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFD0301303-4)

国家级大学生创新创业训练计划(202210500034)

湖北省教育厅教学研究项目(2021309)

出版年

2024
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
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