针对在产品设计初期传统绿色模块划分方法普遍存在模块绿色程度区分能力不足的问题,提出了一种基于化学碰撞理论的绿色模块划分方法。首先,构建了化学碰撞理论应用于绿色模块划分模型,模型中,重点探讨了表征零件自身化学反应活性的绿色程度矩阵和表征零件碰撞形成化学键难易的能量矩阵建立过程,在此基础上,通过有效碰撞评估,确保绿色模块组成方案的有效性。其次,研究了基于遗传算法对绿色模块划分模型的优化求解。最后,以某型号家用冰箱为例,验证了该方法的可行性。

地铁转向架轮对组成是影响列车安全运行的关键部件,由于其故障频次高、维修难度大,因此在设计时考虑其维修性至关重要。在对维修工艺和故障模式进行分析和指标量化的基础上,提出引入轮廓系数的K-Means维修模块聚类的方法,实现轮对组成面向维修性的模块划分。首先,根据各零部件的维修工艺和故障模式,分别确定其难易程度指标和故障间隔时间指标;其次,实现零部件面向维修性的聚类,并引入轮廓系数判别划分结果的合理性;最后根据地铁实际维修数据,实现轮对组成的维修模块划分并探讨相应的维修策略。

为了满足客户对产品的多样化需求,在模块划分过程中从产品的定制化需求、产品功能、产品结构和绿色度等多视角考虑,提出了一种多视角的特征关联模块划分方法。首先,分析客户的多样化需求,研究关于模块划分的各视角特征信息并建立其相应的特征模型与关联矩阵。其次,利用层次分析法分析不同视角在设计过程中所占有的重要程度,依据不同视角的重要程度进行特征的关联。然后建立综合特征关联矩阵,采用遗传算法进行求解。最后,以冲击电钻为实例,建立其相应的产品模型且应用遗传算法对其进行模块划分,验证所提多视角特征关联模块划分方法的有效性。

模块化设计对产品创新起到了重要的支撑作用,模块划分是模块化设计的关键技术之一,模块划分算法主要是基于模拟退火算法、遗传算法、免疫算法、粒子群算法等较为成熟的算法上发展而来。将野草入侵算法加以改进引入模块划分中,同时满足算法的收敛速度以及准确程度。同时算法程序简洁,易于实现,并通过实例验证了其可行性,与经典算法进行对比,验证了该算法的高效性,为模块划分算法的编写提供了一个新的方法。并基于以上算法,设计出模块划分软件系统,从而使设计人员避免重复性劳动,提高模块化设计效率。

为解决产品改造升级复杂度高、拆卸难度大等问题,在机电产品设计阶段引入影响产品改造升级相关因素,提出一种考虑改造升级风险的复杂产品模块智能聚类方法。从产品零部件的功能相关性、结构相关性、关联更改概率、拆卸相关性等方面定义零部件关联属性,建立产品零部件间综合关联矩阵;采用结合改进人工蜂群算法的密度峰值聚类算法求解模块划分方案,以模块划分质量为优化目标,实现截断距离的优选。以某型号升降电梯的零部件模块划分为例,验证了所提方法的可行性和有效性。

介绍了模块化设计方法的概念和意义,并结合模块化设计理念提出了一种泥浆泵模块化设计方法。依据产品功能和属性分析将泥浆泵规划为9大模块、16种标准化模块接口、不同规格的模块骨架和模块实体及10余种泥浆泵机型。根据模块化设计要求创建了泥浆泵3D模型库,搭建了基于Rulestream的泥浆泵模块化配置管理系统,最终形成了基于NX+TC+RS的泥浆泵模块化设计平台。

针对产品技术落后而无法再制造重用的问题,提出面向再制造升级的模块重构设计方法。为便于产品拆卸、装配、回收等,基于设计结构矩阵对产品进行绿色模块划分,并基于MATLAB开发了再制造模块划分平台原型系统,将回收类型一致的零部件进行聚类,形成新模块;提出基于功能、结构、回收等合理性准则的模块划分结果合理性分析方法,针对存在冲突的模块,采用TRIZ理论的矛盾矩阵进行冲突消解,得到产品的重构设计方案。以永磁同步曳引机为研究对象,验证了所提方法的有效性与可行性。

利用可拆卸性与权重复杂网络相结合的模块划分方法，研究了海洋石油钻机井架的模块划分。利用GN算法得到了合理的井架模块聚类效果，能够实现合理准确的井架模块划分。结合可拆卸性对井架进行了二次模块划分，得到了井架的最终模块划分结果。划分结果与实际的结构分析较为符合，说明该方法是一种井架模快划分的有效方法。

针对模块化产品设计过程中模块划分结果的评价与决策问题，提出基于不确定语言变量多属性决策的评价方法。不同的模块划分方法、划分标准，可获得不同的模块划分方案，需对这些方案进行评价与决策。依据成本多属性评价体系，运用依赖型不确定语言有序加权几何（Dependent uncertain linguistic ordered weighted geometric , DULOWG）算子，对模块划分方案做出评价。由评价者对模块划分方案关于属性进行测度，构建多属性评价矩阵，借助不确定语言变量调整权重，从而降低评价者因主观性导致评价结果的不合理，从而提高评价方法的客观性和有效性。在此基础上对各方案进行评价计算得到成本多属性综合影响下的最优方案，并以开关柜为实例验证了该方法的可行性与有效性。同时，将本文方法与模糊层次分析法进行比较，指出本文方法的优越性。

提出柔性元结构和虚拟柔性模块的概念.通过对液压机产品进行模块的划分与规划,得到以柔性元结构为单位的结构单元.并给出了液压机产品模块划分和规划的过程模型,为实现液压机产品的快速设计提供支持.