產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計理論與方法
定 價:99 元
叢書名:網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造和智能工廠學(xué)術(shù)專著系列
- 作者:孟昭鵬等著
- 出版時間:2023/3/1
- ISBN:9787111722397
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TB472
- 頁碼:346
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:16開
本書以針對制造企業(yè)數(shù)據(jù)/知識與設(shè)計業(yè)務(wù)融用不足、產(chǎn)品動態(tài)需求適應(yīng)性差、協(xié)同響應(yīng)設(shè)計周期長等現(xiàn)實問題, 圍繞數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)在線設(shè)計模式和架構(gòu)、制造企業(yè)全周期數(shù)據(jù)處理與知識管理、產(chǎn)品自適應(yīng)在線交互協(xié)同設(shè)計等 3 個關(guān)鍵技術(shù)問題, 以“數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計”模式創(chuàng)新應(yīng)用為主線, 闡明數(shù)據(jù)涌現(xiàn)和多源需求條件下的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計動態(tài)演化機(jī)理, 研究并陳述了基于設(shè)計約束網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計決策、產(chǎn)品性能多目標(biāo)參數(shù)設(shè)計優(yōu)化、全域異構(gòu)跨尺度大數(shù)據(jù)分析融合等關(guān)鍵技術(shù), 建立包括異構(gòu)數(shù)據(jù)處理、知識管理、自適應(yīng)設(shè)計、在線交互設(shè)計在內(nèi)的產(chǎn)品自適應(yīng)在線設(shè)計集成技術(shù)方法體系, 產(chǎn)品自適應(yīng)在線交互設(shè)計平臺, 面向工程機(jī)械、特種設(shè)備、航天裝備三家企業(yè), 開展應(yīng)用, 提升企業(yè)對產(chǎn)品全生命周期動態(tài)需求的設(shè)計響應(yīng)能力。
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起,以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等為代表的新一代信息技術(shù)加速與工業(yè)技術(shù)融合,催生了智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造等新的制造模式,并在制造企業(yè)落地。同時,新一代信息技術(shù)也深刻影響著設(shè)計模式、技術(shù)和工具環(huán)境。首先,網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計、眾包設(shè)計及數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計先后被提出,尤其是數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計得到了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。其次,CAD、CAE、CAM等工業(yè)研發(fā)設(shè)計軟件和管理軟件與云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的結(jié)合成為新的熱點,軟件在架構(gòu)和應(yīng)用層面都不斷演變。最后,“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力”。隨著智能制造不斷深入推進(jìn),設(shè)計創(chuàng)新成為更多企業(yè)主要的價值創(chuàng)造環(huán)節(jié),新的設(shè)計模式和新的設(shè)計工具環(huán)境將有更廣闊的應(yīng)用前景,特別是數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計模式將成為制造企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展非常重要的可選擇途徑。
本書在分析國內(nèi)外產(chǎn)品設(shè)計理論體系的研究現(xiàn)狀,和企業(yè)設(shè)計平臺存在的相關(guān)問題基礎(chǔ)上,以構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計平臺為目標(biāo),厘清了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的概念;闡述了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的內(nèi)涵,并結(jié)合企業(yè)實際設(shè)計情景,探索并構(gòu)建了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計模式及運作邏輯;提出了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的產(chǎn)品設(shè)計知識自適應(yīng)組織方法,通過多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)、知識挖掘與管理技術(shù),為產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計提供數(shù)據(jù)和知識基礎(chǔ);提出了需求驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)決策技術(shù),論述了設(shè)計方案的生成、決策與評估;提出了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的智能設(shè)計與優(yōu)化方法,提供了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、全生命周期設(shè)計與分析的多個設(shè)計環(huán)節(jié)的智能設(shè)計和分析方法,是對已有設(shè)計方法與體系的有益補充;設(shè)計并研發(fā)了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的支撐環(huán)境,為產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。本書共7章內(nèi)容,介紹了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的相關(guān)概念,提出了產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的理論體系,闡述了產(chǎn)品自適應(yīng)、數(shù)據(jù)與知識自適應(yīng)、設(shè)計求解方法自適應(yīng)、設(shè)計過程自適應(yīng)的內(nèi)涵,并詳細(xì)論述了數(shù)據(jù)融合、需求決策、智能設(shè)計等支撐產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計實現(xiàn)的方法和技術(shù),可供相關(guān)研究者及產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的從業(yè)人員參考。
本書得到國家重點研發(fā)計劃項目“產(chǎn)品自適應(yīng)在線設(shè)計技術(shù)平臺研發(fā)”(2018
YFB1701700)的支持,是該項目研發(fā)應(yīng)用成果的匯聚,是該項目研發(fā)實踐團(tuán)隊的群體智慧結(jié)晶。希望本書能夠“拋磚引玉”,進(jìn)一步激發(fā)和匯聚產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計理論方法領(lǐng)域研究學(xué)者與創(chuàng)新實踐企業(yè)的群體智慧,促進(jìn)制造業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)”研發(fā)體系的創(chuàng)新發(fā)展。受研究領(lǐng)域、寫作時間和作者專業(yè)水平所限,相關(guān)研究工作還有待繼續(xù)深入,書中錯誤和紕漏在所難免,在此懇請讀者不吝賜教,以激勵和幫助我們繼續(xù)深入探索產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計理論研究與實踐。
作者
2022年4月于天津大學(xué)北洋園
前言
致謝
第1章 緒論1
1.1 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的基本概念2
1.1.1 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的產(chǎn)生2
1.1.2 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的概念5
1.2 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的發(fā)展及研究意義7
1.2.1 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的發(fā)展7
1.2.2 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的研究意義12
第2章 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的原理14
2.1 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的內(nèi)涵14
2.1.1 產(chǎn)品自適應(yīng)15
2.1.2 數(shù)據(jù)與知識自適應(yīng)16
2.1.3 設(shè)計求解方法自適應(yīng)18
2.1.4 設(shè)計過程自適應(yīng)20
2.2 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計運作邏輯模型22
2.3 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計的技術(shù)體系25
2.3.1 大數(shù)據(jù)感知與分析技術(shù)25
2.3.2 產(chǎn)品設(shè)計方案的生成與評價方法27
2.3.3 設(shè)計方案求解與優(yōu)化方法28
2.3.4 設(shè)計過程的協(xié)同管控技術(shù)30
第3章 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的產(chǎn)品設(shè)計知識自適應(yīng)組織方法33
3.1 全業(yè)務(wù)鏈多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)33
3.1.1 企業(yè)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的研究現(xiàn)狀及技術(shù)框架33
3.1.2 多技術(shù)集成的全業(yè)務(wù)鏈多源異構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法37
3.1.3 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合方法40
3.1.4 面向全類型制造大數(shù)據(jù)的自定義建模43
3.2 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與動態(tài)維護(hù)51
3.2.1 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建需求與目標(biāo)分析51
3.2.2 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法52
3.2.3 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)模型評價58
3.2.4 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)動態(tài)維護(hù)59
3.2.5 復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實例62
3.3 全業(yè)務(wù)鏈多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與知識管理67
3.3.1 全業(yè)務(wù)鏈多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集與處理67
3.3.2 設(shè)計知識抽取與表示層構(gòu)建70
3.3.3 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)資源與產(chǎn)品設(shè)計知識的存儲及檢索77
3.3.4 產(chǎn)品設(shè)計知識空間設(shè)計與需求發(fā)現(xiàn)78
第4章 設(shè)計需求驅(qū)動的產(chǎn)品自適應(yīng)決策技術(shù)81
4.1 復(fù)雜產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計信息組織81
4.1.1 產(chǎn)品設(shè)計過程中的設(shè)計信息組織形式概述81
4.1.2 產(chǎn)品設(shè)計信息的組織結(jié)構(gòu)83
4.1.3 產(chǎn)品設(shè)計信息的組織方法84
4.2 面向變更需求的產(chǎn)品設(shè)計變更的可執(zhí)行性評估89
4.2.1 產(chǎn)品設(shè)計變更特征分析89
4.2.2 面向設(shè)計需求的產(chǎn)品適應(yīng)性分析91
4.2.3 產(chǎn)品設(shè)計變更的可執(zhí)行性評估流程95
4.3 設(shè)計需求驅(qū)動的產(chǎn)品設(shè)計方案決策97
4.3.1 產(chǎn)品設(shè)計變更影響傳播模式97
4.3.2 產(chǎn)品設(shè)計變更影響傳播中的沖突識別和消解策略103
4.3.3 產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)變更方案的代價計算107
4.3.4 最低代價驅(qū)動的產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)變更方案決策111
4.3.5 產(chǎn)品設(shè)計方案決策實例115
4.4 產(chǎn)品適應(yīng)性動態(tài)評價方法121
4.4.1 產(chǎn)品參數(shù)適應(yīng)性動態(tài)評價121
4.4.2 產(chǎn)品配置適應(yīng)性動態(tài)評價131
4.4.3 產(chǎn)品方案適應(yīng)性動態(tài)評價139
第5章 智能設(shè)計與優(yōu)化141
5.1 產(chǎn)品原理創(chuàng)新設(shè)計探索141
5.1.1 基于集成化設(shè)計理論的概念方案創(chuàng)新設(shè)計141
5.1.2 基于統(tǒng)一建模的功能樣機(jī)構(gòu)建與優(yōu)化方法145
5.2 產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)方案自適應(yīng)設(shè)計151
5.2.1 產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)單元自適應(yīng)劃分方法151
5.2.2 產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)約束模糊自適應(yīng)匹配157
5.2.3 產(chǎn)品遞歸化動態(tài)功能結(jié)構(gòu)配置求解162
5.3 產(chǎn)品性能多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計170
5.3.1 產(chǎn)品設(shè)計變量與性能關(guān)聯(lián)強(qiáng)度計算170
5.3.2 產(chǎn)品性能多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化求解算法179
5.3.3 產(chǎn)品性能多目標(biāo)參數(shù)波動穩(wěn)健優(yōu)化183
5.4 產(chǎn)品全生命周期設(shè)計分析192
5.4.1 制造性和裝配性設(shè)計分析192
5.4.2 產(chǎn)品維護(hù)性分析197
5.4.3 全生命周期成本分析207
第6章 自適應(yīng)設(shè)計支撐環(huán)境215
6.1 自適應(yīng)設(shè)計產(chǎn)品建模216
6.1.1 在線三維產(chǎn)品參數(shù)化建模216
6.1.2 在線三維產(chǎn)品裝配設(shè)計218
6.2 在線產(chǎn)品數(shù)字化定義220
6.2.1 基于模型的數(shù)字化定義220
6.2.2 數(shù)字孿生定義226
6.3 基于情境導(dǎo)航的自適應(yīng)在線設(shè)計知識推送技術(shù)230
6.3.1 多維度設(shè)計情境模型構(gòu)建方法231
6.3.2 基于用戶使用習(xí)慣的情境模型更新機(jī)制234
6.3.3 基于復(fù)雜設(shè)計知識網(wǎng)絡(luò)的知識匹配方法238
6.3.4 面向產(chǎn)品自適應(yīng)在線設(shè)計的知識推送機(jī)制241
6.4 在線交互協(xié)同設(shè)計過程管控245
6.4.1 多主體在線協(xié)同設(shè)計模式245
6.4.2 在線交互協(xié)同設(shè)計過程感知248
6.4.3 基于共識度的協(xié)同設(shè)計知識沖突消解多目標(biāo)優(yōu)化方法研究255
6.5 產(chǎn)品自適應(yīng)在線交互設(shè)計平臺264
6.5.1 工作空間264
6.5.2 資源空間265
6.5.3 可視化瀏覽265
6.5.4 三維模型智能搜索266
6.5.5 BOM管理268
6.5.6 項目管理269
6.5.7 在線建模269
6.5.8 流程審批管理270
6.5.9 業(yè)務(wù)建模272
第7章 產(chǎn)品自適應(yīng)在線設(shè)計技術(shù)平臺應(yīng)用277
7.1 賦能工具277
7.2 平臺架構(gòu)327
7.2.1 基于微服務(wù)的平臺架構(gòu)總體設(shè)計327
7.2.2 平臺服務(wù)層詳細(xì)設(shè)計329
7.2.3 平臺接口設(shè)計規(guī)范332
7.3 應(yīng)用效果分析