于全生命周期的产品参数化设计研究.doc

基于全生命周期的产品参数化设计研究吴志欢姚立纲魏国武(福州大学机械工程系,福建福州 350002)Email:******@:为了在产品设计早期阶段就能充分考虑产品全生命周期中的有关事项,提出了能支持产品全生命周期的基于特征的全生命周期产品模型,该模型能随着产品开发进程而自动扩张,并能从设计模型自动映射为不同阶段的模型。在此基础上开发了基于特征的产品全生命周期参数化设计系统,该系统能快速地生成产品模型,并能分析和评价面向生命周期工程中的有关事项,根据评价结果对设计提出再设计建议、修改设计参数、重新生成模型并将设计结果输出到SolidWoks2000软件环境中。最后以一实例来说明该方法的实用性。该研究提供了一种在概念设计阶段支持全生命周期设计的方法。关键词:计算机辅助设计;全生命周期;特征模型;,制造商们面临一个迫切的问题是如何向市场提供低成本、高质量的产品,理想的产品是用途大的、效率高、价廉、制造效益好、容易运输以及在它的生命结束时容易处置或回收,因此设计者不仅仅是设计一个合理的产品,他们必须要考虑影响产品的制造性、可装配性、运输、可拆卸性、可回收性以及环境友好性等有关产品生命周期各阶段中的因素。近年来出现的全生命周期设计的概念从并行工程思想发展而来,它要求设计者同时考虑从产品概念设计到产品寿命终结过程中的所有阶段,包括需求识别、产品设计、生产、运输、使用、回收处理等阶段[2],因此出现大量的DFX方法,如:面向装配设计DFA(DesignforAssembly)、面向制造设计(DesignforManufacturability)、面向拆卸设计DFD(DesignforDisassembly)、面向回收设计DFR(DesignforRecycling)、面向服务设计DFS(DesignforServiceability)、面向环境设计DFE(DesignforEnvironment)等等[1-6],这些DFX方法分别考虑了产品生命周期中的某方面的因素,这样它们不能同时地考虑全生命周期的有关因素[7],因此有必要将这些DFX方法与CAD系统集成,对提出的设计进行面向全生命周期的评价,也就是说CAD系统应该能面向产品的整个生命周期进行设计。为此,我们开发了一个基于特征的产品全生命周期参数化设计系统(FB-PWLCD),用来支持产品全生命周期设计。利用该系统用户可以把各阶段的非几何信息和实体模型集成以形成产品的特征模型。,每一阶段都依赖于前一阶段的完成,各阶段的不同部门之间缺乏经常性的交流,信息大体上是单一流向,容易导致在设计的后期甚至在制造阶段的更改,这样就使得产品的开发周期长、成本高,且质量无法保证。很多学者从不同的角度对产品的需求分析、装配、制造、使用、维修、拆卸、回收处理等有关产品生命周期的各阶段进行了大量的研究[8-10],但是这些理论和方法都只是在局部范围内协助设计或分析设计的结果,且它们之间没有建立起广泛的联系,无法做到相互间的信息和评价结果共享,因此有必要将这些方法集成在一个面向全生命周期设计的框架内。该框架以并行方式来组织产品设计,可以将传统设计方法中设计-制造-再设计的大循环分