基于产品平台的动车组设计方法研究

论文摘要

基于平台的产品开发为缩短产品开发周期,减少开发制造成本,改善产品升级能力等诸多方面带来了大量的效益,它是解决降低成本和满足个性化需求之间矛盾的有效方法。本文结合动车组产品的具体特征,将基于平台的开发模式引入到动车组设计中去。对动车组功能建模和模块划分进行了研究,同时对产品配置、变型设计以及产品族设计等方面进行深刻的研究。全文主要包括以下内容。1.综述了动车组及其平台的发展现状,介绍了相关技术的发展概况,阐述课题提出的意义,明确本文的研究内容。2.研究了模块化产品平台和可调节变量产品平台的构建方法,阐述了功能结构分析和功能模块划分原理,同时介绍了产品配置方法。3.研究了产品规划和模块规划。采用市场细分原理整体规划了动车组产品;以日本新干线动车组为例构建了功能结构图,在功能结构图的基础上利用模块启发法划分功能模块;探讨了功能层面的共性,以功能部件系统图的形式建立了功能到结构的映射。4.研究了基于平台的动车组产品族设计方法。一方面介绍了基于模块化的动车组产品族设计,提出了一种新的产品配置方法——模块形式多域配置法;另一方面利用相容决策支持问题作为算法构建了动车组可调节变量产品族设计数学模型,同时求解了系列动车组参数。之后,对上述两种方法进行对比,总结了两种方法的互补性。5.采用VC++和SQL Server开发了基于平台的动车组辅助设计原型系统,实现了数据管理、多域配置、共性分析、模块管理等功能。最后总结了全文的结论,同时提出进一步研究的设想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 动车组及其平台的发展和研究现状
• 1.1.1 动车组发展状况和趋势
• 1.1.2 国内外动车及其平台的发展水平
• 1.2 产品平台的研究现状
• 1.3 动车组产品平台模式设计相关技术
• 1.3.1 模块化设计
• 1.3.2 大规模定制
• 1.3.3 先进制造技术
• 1.3.4 公理化设计
• 1.3.5 多领域仿真技术
• 1.4 课题的提出和研究内容
• 1.4.1 课题研究的意义
• 1.4.2 课题研究中存在的问题
• 1.4.3 课题的研究内容
• 第二章 产品平台构建方法及其关键技术
• 2.1 引言
• 2.2 产品平台相关概念及其常用构建方法
• 2.2.1 产品平台相关概念
• 2.2.2 基于可调节变量的产品族设计
• 2.2.3 模块化产品平台构建和产品族设计
• 2.2.4 基于相似性的产品平台构建理论
• 2.3 面向产品族设计的功能结构分析原理
• 2.4 基于功能分析的模块划分方法
• 2.4.1 模块划分概述
• 2.4.2 模块启发法
• 2.4.3 模块功能配置法
• 2.5 产品配置概述
• 2.6 本章小结
• 第三章 动车组产品规划和模块规划
• 3.1 引言
• 3.2 动车组产品规划
• 3.2.1 动车组产品市场细分
• 3.2.2 动车组产品定位和主参数定义
• 3.3 动车组的功能结构分析
• 3.3.1 动车组总功能分析
• 3.3.2 建立动车组功能树
• 3.3.3 建立功能链
• 3.3.4 构建动车组功能结构图
• 3.4 基于动车组功能结构的模块划分
• 3.5 功能模块分析
• 3.5.1 构建功能层面的共性平台
• 3.5.2 构建产品功能部件系统图
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于平台的动车组产品族设计
• 4.1 引言
• 4.2 基于模块化的动车组产品族设计
• 4.2.1 设计步骤概述
• 4.2.2 动车组模块实现形式归纳
• 4.2.3 动车组产品模块形式多域配置
• 4.2.4 动车组模块方案选择
• 4.2.5 围绕基型方案的修正设计
• 4.3 基于C-DSP的动车组产品族设计
• 4.3.1 基于C-DSP产品族设计方法与步骤
• 4.3.2 基于C-DSP动车组产品族设计实例
• 4.4 动车组产品族设计方法类比
• 4.5 本章小结
• 第五章 动车组辅助设计系统开发
• 5.1 引言
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 系统功能描述
• 5.2.2 系统功能模块划分
• 5.2.3 系统流程分析
• 5.3 数据库设计
• 5.3.1 数据库设计总体规划
• 5.3.2 数据库概念模型建立
• 5.3.3 建立SQLServer 数据库
• 5.4 程序设计
• 5.4.1 系统界面总体设计
• 5.4.2 程序设计与系统实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录1：功能结构图和功能模块划分图
• 附录2：程序运行界面
• 致谢