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随着全球工业化水平的快速发展,传统的设计方法已经不能满足多样化的客户需求。在此背景下,模块化设计方法得到了制造企业的广泛关注,其对快速、高效地开发系列化产品起到了关键性的作用,对完成产品配置设计和变型设计也十分重要。模块化设计不仅能够节省时效,还能避免浪费人力与财力资源,又能同时满足多样化的客户需求。本文结合现代设计理论和方法,提出一种面向可适应性的产品族模块化设计方法。主要研究内容如下:(1)首先对产品模块化设计及设计结构矩阵进行了介绍,接着重点比较了前人研究的代表性模块划分准则,提出了模块划分的模块度准则。此模块度准则不仅适用于布尔型和数字型设计结构矩阵,也适用于对称和非对称矩阵的情况,且准则中的耦合度考虑的是两两模块之间的耦合关联关系。最后以汽车白车身为例,验证了所提模块度准则的可行性和实用性。(2)将设计结构矩阵作为产品建模的工具,从联接关联性、功能关联性、物理关联性这三个视角对产品零部件的设计参数进行关联关系的描述,量化了产品零部件设计参数之间复杂的关联关系,从而构建产品综合设计结构矩阵。运用FCM算法对所构建的综合设计结构矩阵进行聚类,得到不同的模块划分方案。以模块内部的高内聚度和模块之间的低耦合度为准则,选取最优的模块划分方案。最后将该方法运用于吊钩组的产品模块划分过程中,说明了所提出方法的实用性和有效性。(3)提出了面向可适应性的产品族模块化设计方法。首先对产品族设计进行可适应性分析,划分产品族的公共设计参数及个性化设计参数。接着构建产品族的综合设计结构矩阵并聚类,得到不同的模块划分方案。以模块内部的高内聚度和模块之间的低耦合度为准则,选取最优的模块划分方案。最后,结合层次分析法对最终方案进行可适应性评价,判断方案的可适应性程度。将所提方法应用在电力液压盘式制动器产品族的规划中,达到了减弱设计的耦合度,提升产品族设计适应性的目的。研究结果表明:通过实例分析,面向可适应性的产品族模块化设计方法的可行性和实用性得到了验证,该设计方法还可以推及到其他产品族的研发设计中,其成果不仅可以为日后产品族的变型、演化或升级提供技术支持,也可以向机械产品模块化设计提供一种新的研究途径。