內 容 簡 介
滿足客戶個性化需求的定制生產方式已在制造業得到越來越廣泛的應用。產品數字化設計是提高產品設計效率和設計質量的關鍵，是實現定制生產的前提。本書主要就基于復雜網絡理論與算法的產品族零部件管理、零件變型設計、裝配件變型設計以及產品配置設計中的一些關鍵技術問題進行探討。
本書面向的讀者為企業工程師、從事產品數字化設計工作的研究人員和研究生。
前 言
隨著人們生活水平的日益提高，人們對產品的個性化需求越來越強烈，制造業生產方式正逐步從傳統的大批量生產向個性化定制生產轉變。如何低成本且快速地響應市場需求，成為實現定制生產的關鍵。西方發達國家先后提出了精益生產和敏捷制造等，這些新的生產方式分別從不同角度、不同側面剖析了傳統批量生產方式所面臨的困境，提出了各自的解決方法。祁國寧教授及其研究團隊在其專著《大批量定制技術及其應用》中對大批量定制的基本原理、面向大批量定制的開發設計技術、管理技術以及制造技術進行了較系統的闡述。
面向定制生產的數字化快速設計技術是實現低成本快速響應市場個性化需求的關鍵，是實現個性化定制生產的前提條件。近年來，計算機技術、信息技術的快速發展使得實現產品數字化快速設計成為可能。本書主要對作者及其研究團隊十余年來在數字化快速設計理論與方法研究中的一些研究工作進行總結和歸納。書中將討論產品族零部件分析與管理、零件變型設計、裝配件變型設計、產品配置設計中的一些關鍵技術，并通過一些實際案例對上述關鍵技術進行應用驗證。
本書由桂林電子科技大學劉夫云著。在本書的統稿和出版過程中，楊運澤老師、李雪梅教授做了大量工作，在此表示由衷的感謝。
感謝研究團隊黃美發教授、鐘艷如教授、孫永厚教授、匡兵副教授以及鄧小林、肖禮志、汪沙娜、楊孟杰等研究生對本書的出版所做出的貢獻。
本書的研究得到國家863計劃(課題編號：2006AA004Z116)、國家自然科學基金(課題編號：50865002、51265006)的資助，在此表示感謝。
感謝清華大學出版社在本書的出版過程中所付出的艱辛和努力。
因本書涉及的范圍較寬，在一些新技術的研究和新問題的分析方面肯定還存在不足甚至謬誤，懇請專家和同行批評指正。
作者于桂林電子科技大學
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 大批量定制生產方式及其面臨的挑戰 1
1.1.1 技術革命與生產方式的變遷 1
1.1.2 大批量定制面臨的挑戰 2
1.2 面向大批量定制的開發設計技術 2
1.2.1 傳統開發設計技術存在的不足 2
1.2.2 面向大批量定制的產品開發設計技術 3
1.3 本書探討的幾個問題及其意義 3
1.3.1 復雜網絡理論與算法 3
1.3.2 產品族結構的管理與優化 5
1.3.3 產品變型設計關鍵技術 6
1.3.4 產品配置設計關鍵技術 6
1.3.5 產品模塊化設計關鍵技術 7
1.3.6 產品數字化快速設計系統的開發與應用 7
第2章 基于復雜網絡的產品族結構管理與優化技術 8
2.1 復雜網絡理論與算法簡介 8
2.1.1 復雜網絡理論簡介 8
2.1.2 機械產品網絡理論與方法體系結構 16
2.1.3 簡單路徑搜索算法 19
2.2 產品族結構網絡及其特性 24
2.2.1 產品族結構網絡構建方法 24
2.2.2 產品族結構網絡統計參數計算 29
2.3 產品族結構網絡的應用 34
2.3.1 零部件通用性分析 34
2.3.2 零部件用量預測 38
第3章 零件變型設計技術 52
3.1 基于參數化技術的零件變型設計方法 52
3.1.1 引言 52
3.1.2 零件尺寸參數分析 53
3.1.3 基于參數化技術的零件變型設計方法和過程 55
3.1.4 應用舉例 56
3.2 基于行為建模技術的零件變型設計方法 57
3.2.1 基于參數化技術的變型設計中存在的問題 57
3.2.2 基于行為建模技術的變型設計方法和過程 58
3.2.3 應用舉例 60
3.3 零件精度變型設計技術 64
3.3.1 零件精度變型設計關鍵技術 64
3.3.2 零件尺寸與精度集成的變型設計系統開發 81
3.4 滿足工程約束條件的零件變型設計技術 85
3.4.1 引言 85
3.4.2 基于參數化的CAE技術研究 85
3.4.3 參數化CAD/CAE集成技術 94
3.4.4 基于CAD/CAE集成的滿足工程約束條件的變型設計方法 96
3.4.5 原型系統開發與實現 108
第4章 裝配件變型設計技術 118
4.1 引言 118
4.2 基于參數化技術的裝配件變型設計方法 118
4.2.1 基于參數化技術的裝配件變型設計原理 118
4.2.2 產品零部件尺寸參數分析 120
4.2.3 裝配件變型設計方法和過程 122
4.2.4 應用舉例 123
4.3 基于裝配語義的裝配件變型設計方法 125
4.3.1 基于裝配語義的變型設計原理 125
4.3.2 基于相似理論的語義映射過程 128
4.3.3 約束的規范處理和方程式的解算 143
4.3.4 裝配件變型設計方法及系統的實現 157
4.4 基于復雜網絡的裝配件變型設計方法 165
4.4.1 尺寸參數傳遞結構 165
4.4.2 尺寸約束關系網絡 166
4.4.3 網絡統計參數的意義及尺寸參數傳遞計算方法 170
4.4.4 基于復雜網絡的裝配件變型設計方法與步驟 171
4.4.5 應用舉例 172
第5章 產品配置設計關鍵技術 174
5.1 引言 174
5.2 配置模塊選擇輔助決策依據 174
5.2.1 擴展的產品主結構 175
5.2.2 關聯系數計算 179
5.2.3 基于關聯系數的配置模塊選擇方法 185
5.3 配置模塊選擇輔助決策系統 186
5.3.1 CMSAD系統需求分析 187
5.3.2 系統的體系結構 187
5.3.3 系統開發與實現 188
第6章 產品模塊化設計關鍵技術 192
6.1 引言 192
6.2 產品模塊化程度比較方法 193
6.2.1 無標度模型及其限制條件 193
6.2.2 度分布規律與產品模塊化程度之間的關系 197
6.2.3 應用舉例 200
6.3 產品模塊化程度定量評價方法 202
6.3.1 模塊分解與尺寸編碼方法 203
6.3.2 尺寸約束關系網絡 208
6.3.3 模塊化程度定量評價方法 208
6.3.4 應用舉例 214
第7章 產品數字化快速設計系統開發 216
7.1 引言 216
7.2 產品數字化快速設計系統開發的基本方法 216
7.2.1 產品數字化快速設計相關技術簡介 216
7.2.2 基于SolidWorks平臺的數字化快速設計系統開發方法 219
7.3 產品數字化快速設計系統開發實例 223
7.3.1 龍門銑床快速設計系統開發 223
7.3.2 鋼板彈簧快速設計系統開發 226
參考文獻 231
