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集成化面向装配的设计研究

随着科学技术的迅猛发展，全球市场竞争日益激烈，产品品种繁多洁净室，产品复杂性不断增加，铝基板而且产品交货期日益缩短。据统计产品设计仅投入10%，但它决定产品成本的70%～80%，其中装配成本占制造成本40%以上，因此产品装配在产品开发过程中起着越来越重要的作用。面向装配的设计DFA(Designforassembly)是在产品设计的早期阶段，对产品的可装配性和装配工艺性进行量化分析和研究，减少产品的零件数，改善产品的装配工艺性，降低产品装配成本和装配时间，在设计阶段就解决装配中存在的各种问题，因此开展面向装配的设计研究具有重要的意义。

作为并行工程子集的DFA技术在二战时期以便在初期阶段设计分层复合材料结构也广泛用于武器生产中，产生了较好的效益，但是并行工程及DFM、DFA的概念只是在80年代后期才提出，并得到了迅速发展。DFA方法总结如下：Yamagiwa把可装配性分为许多个因素分别进行评价和分析，评价分较低的装配操作易于在早期识别和修改。Warnecke对功能和装配难度的比值进行分析评价，对功能值较低的和难于装配的零件，作为指导设计修改的对象。Hitachi方法用20个符号表示各种装配操作，每个符号都是表示一个操作或一种装配关系，根据装配操作的难度设定评价分(按百分制计算)。Lucas把零件分为A类(一般设计要求的零件)和B类(特殊设计要求的零件)，设计效率为A/(A+B)，通过重新设计来减少B类零件。Li基于装配特征进行装配性评价，提出了CAD与DFA集成思想。Sturges把装配性分为三级评价：零件级、系统级和工艺级。Fazio根据装配特征信息，即：特征位置、装配方向、零件间的间隙等信息来评价装配难度。Steven根据人工装配的效率来评价装配性近20年来，人工装配效率：Ea,m=ta,i×nmin,i/ta,e，其中：ta,i为理想装配时间，nmi补充表层水份n,i为理想的最小零件数，ta,e为估计装配时间［9］。Hsu基于装配约束络进行装配评价，约束类型：工具约束，几何约束，物理约束，功能约束，装夹约束。Boothroyd通过增加其他设计约束来减少装配费用，首先减少装配的零件数，然后保证其他零件易于装配。这些方法缺乏从产品整体上评价可装配性，如：零件数目和零件之间的装配关系等因素对产品可装配性的直接影响，有待于进一步研究从产品总体结构上评价产品的可装配性，从而指导产品装配设计。

1 基本概念

定义1：广义键Lg是描述两个装配对象(零件或子装配体)之间的所有装配关系的信息集。每个广义键的两个装配对象之间可能包含一个或多个装配特征，即多重装配关系。广义键可表示为：Lg(i)={R(1)，R(2)，…，R(n)}，表示两个装配对象之间的所有装配关系。

定义2：广义键模糊连接强度是两个结点(零件)之间的广义键的装配难易的一种模糊度量。它是由广义动作更抓紧凑快捷,系统运行更加可靠、高效键中的装配特征的连接强度的模糊综合。两个结点的装配连接的强弱程度，是结点装配难易的一种度量。

定义3：模糊图是一个三元组

(1)

式中，P={p1,p2,…，pn}是一个由n个结点构成的集合(称为论域)；是论域P上的模糊集，其隶属度函数为μi(pi),i=1，2，…，n，它表示结点pi的模糊度(或称存在度)，在此把结点的模糊度规定为与零件本身相关因素的模糊装配难度；是论域P×P上的模糊关系，可表示为矩阵

(2)

式中μij(i=1，2，…，n砷化镓,j=1，2，…，n)；0≤μij≤1。当μij≠0时表示结点与结点之间有一条边，μij被称为结点和结点之间的连接强度，本文结点之间的连接强度规定为该边(装配特征)的模糊装配难度。μij=0表示其间无边相连，即无装配关系：μ特种鱼类ij=1表示其间边相连，即有装配关系，且装配难度为1，0≤μij≤1表示其间存在具有模糊装配难度为μij的模糊边。μij=μji，是对称的。一个模糊图的一部分仍构成一个模糊图，则该图为原图的一个模糊子图。有向模糊图中的边是有方向的，因此吉巷到福州多少公里
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