产品功能模块划分方法.pdfVIP

维普资讯 第 43卷第 5期 机 械 工 程 学 报 Vo1．43No．5 2007年 5 月 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING May 2007 产品功能模块划分方法木 高 飞 肖 刚 潘双夏2 陈久军 张元鸣 f1．浙江工业大学信息工程学院 杭州 310032； 2．浙江大学CADCG国家重点实验室 杭州 310027) 摘要：在新产品开发中，合理有效的功能模块划分对于设计师独立地寻求更多功能新解有着重要意义。通过深入 分析影响产品模块化的内因和外因，提出产品功能模块划分的功能准则和需求准则，建立基于广义有向图和改进 质量屋的准则形式化和量化模型，给出基于模糊聚类的模块划分步骤，建立基于耦合度的模块划分方案评价数学 模型。最后以摩托车盘式制动器的功能模块划分为例，说明上述方法的应用及有效性。 关键词：功能模块划分 广义有向图 模糊聚类 耦合度 中图分类号：TP391．72 等8【]提出面向产品全生命周期的模块划分方法，针 0 前言 对每一设计 目标(生命周期各阶段的要求)构造相关 矩阵，由设计师对每一个设计 目标的模块划分结果 模块化设计是实施大批量定制生产的关键技术 l【】， 进行对 比与综合，得到最终的模块划分结果。潘双 而如何合理地划分模块是模块化设计的基础及关键 夏 J从客户需求、功能、几何和物理等相关准则 所在 。国内外学者在模块划分方面作了大量的研究 出发，提出了基于模糊聚类的模块划分方法，并从 工作，主要包括定性和定量两个方面。 装配、成本和维修等方面，提出了基于信息熵的模 在模块划分的定性分析方面，EPPINGER等 2【] 块划分方案评价模型。 利用各零部件之间的物理关系进行模块划分，并采 上述模块划分方法 中，大多数[2,5,8-10]适用于适 用启发式交换算法进行模块划分，该方法从结构模 应性设计，其他[3-4,6-7]适用于新产品开发的方法基本 块的物理相关条件上考虑了模块划分。ULRICH、 上都属于启发式的定性分析，而且对客户需求因素 TUNG 等[3-4]提出建立产品的功能结构并整理出各 缺乏考虑。在 STONE方法的基础上，通过对影响 子功能，在此基础上将那些相关的功能元素组合成 模块化的内外因素的深入分析，并充分考虑客户需 模块，该方法对客户需求缺乏考虑 。ERIXON 5J 求对于产品纵横向模块化的影响，基于广义有图进 提出一种基于模块驱动的模块划分方法，其要点是 行功能结构建模 l【”，提出一种定量分析的功能模块 根据影响因子(技术革新、计划、技术参数、样式、 划分方法，该方法适用于新产品开发时的初步模块 维修服务和通用性等)构造模块指示矩阵(Module． 划分 。 indication．matrix，MIM)。这种MIM 矩阵给设计师 进行模块划分提供了一种有力的定性参考 。STONE 1 影响模块化的内因与外因 等I刨提出基于功能结构的启发式方法用于产品的功 能模块划分，该方法只是提出了一些定性的原则， 影响模块化的内因主要指在功能原理确定的情 没有解决产品功能结构的建模 问题，同时没有考虑 况下其产品本身的相关特性f功能相关性、几何相关 客户需求对于产品纵横 向模块化可能带来的影响。 性、物理相关性)。产品本身所具的相关特性决定了 DAHUMS等I提出了一种基于族功能结构的共享 将产品