开槽机的内部部件布局设计属于复杂的三维布局问题。由于开槽机内部部件间的位置关系和约束关系,致使这类产品布局问题具有不同于其他布局问题的特殊性。首先将开槽机的三维模型中主要部件投影为二维矩形布局图元,以二维布局图元中矩形的型心坐标及转角作为输入,运用视图转换和分层布局的方法,并结合布局约束条件,通过遗传算法得出每层布局方案的最优解。利用二维到三维的逆向还原方法,结合MATLAB和工程建模软件实现了完整的开槽机内部方案布局。通过开槽机内部方案设计结合实例开槽机改进设计,提出了有利于解决开槽机内部部件布局的方法和布局约束在布局过程中的应用方法。

针对机械产品属性之间存在关联性问题,提出考虑属性组合关联的机械产品属性识别方法。将机械产品属性集看作粗糙集信息系统,考虑约简属性组合对条件属性的关联性,利用DEMATEL方法得出属性权重并结合正域依赖度计算约简属性组合重要度;考虑约简属性组合对决策属性的关联性,利用互信息理论计算约简属性组合的相关度。在此基础上,建立机械产品属性约简多目标0-1规划数学模型。提出改进多目标布谷鸟算法,给出鸟巢编码方式、sobol的鸟巢初始化、基于遗传交叉算子的鸟巢更新策略并借助区间犹豫模糊集对Pareto前沿优选,确定最优方案。最终以电梯产品属性约简为例,验证了所提出方法的有效性和可行性。

为实现传动链的快速、智能化设计,以传动性能最大化为目标进行传动链方案规划,提出了面向传动性能评价的传动链方案设计方法。分析传动链设计知识层次关系,以需求为统一颜色,功能为个人颜色,基础元件为要素,运动形式为约束构建传动链设计知识多色模型。以需求-功能围道矩阵,功能-元件推理矩阵,运动形式-元件约束矩阵进行合取推理,获得方案集。以工作性能、传动效率为传动性能评价准则,建立传动链多目标0-1规划模型。给出基于传动类型遗传编码机制、交叉操作与变异操作的改进NSGA-Ⅱ算法。以机床传动链方案设计为例,验证了所提出方法的有效性。

针对装备制造业知识创新评价指标的关联性和知识创新过程的随机性,提出面向装备制造业的知识创新能力动态评价方法。从行业知识基础存量、知识共享、知识创造的角度,构建装备制造业知识创新的评价体系,基于灰色关联分析得到知识创新评价指标灰色系统,以灰色关联度反映评价指标重要度。同时构建装备制造业知识创新马尔可夫链模型,划分装备制造业知识创新水平状态空间,获得初始状态隶属矩阵。根据状态初始矩阵和评价指标重要度,得到状态转移概率矩阵,计算知识创新绝对进步度和相对进步度。并以相对进步度为依据实现装备制造业知识创新水平动态评价。最后以六大装备制造业知识创新水平动态评价验证了所提方法的可行性和有效性。

收集、整理归纳了可拆卸设计方法和关键技术的国内外研究成果,指出目前可拆卸设计中存在的不足,对面向绿色设计的产品可拆卸设计关键技术未来发展趋势进行了展望。

加工中心占地是机床布局方案设计中考虑的关键因素,为使获得最小占地面积的加工中心布局方案,提出基于部件间约束的加工中心布局预测方法。将加工中心的三维模型中主要部件投影为二维矩形布局图元,以二维布局图元中矩形的型心坐标及转角作为输入,加工中心占地面积作为输出训练BP神经网络预测模型,建立适应度函数。考虑部件间、操作人员的操作空间与部件干涉问题,给出不干涉约束以及相邻约束,通过遗传算法进行求解得到加工中心最优布局方案。最后以实例验证了所提布局预测方法的有效性。