4.2 模块划分方法在线视频

33

那么下面我们看一下模块划分的

第3种方法

叫做既有模块只是矩阵的方法

那么这种模块划分方法实际上也

是一种定性的方法

它可以对前面定量化分的结果

我们进行一些判断

进行判断

这个模块它是不是独立

根据模块独立性进行判断

或者说我们可以根据这些原则来

去找出一些通过定性的办法或者

是经验规则的办法

来得到一些模块

那么基于模块功能配置的基本

原则

配置规则有哪些呢

我们这里面可以总结为有以下几

个方面了

这几个方面我们可以构成一个

模块的只是矩阵

比如说一个继承性原则

那么一个子功能的载体有可能被

下一代产品利用时

那么采购应该做一个独立的模块

那么技术革新的原则

比如在产品生命周期当中

一个做功能实现技术有可能革新

时

那么这个词功能应当做一个独立

的模块

那么如果我们计划去改变这个子

功能

应该也是做一个独立期模块

还有我们考虑一些技术参数

有可能去变的

那么这个的功能应该是不是要做

一个独立模块

还有一些考虑外观样式容易受到

用户的影响

或者是需要去个性化去定制的

情况下

我们可以把外关子功能

比如说作为一个独立的模块

还有考虑一些通用单元

比如说在所有产品当中有相同

载体的功能

即所谓的通用单元

那么通用单元应该做一个独立

模块

还有的这些子功能

它是有独特的工艺

这些因素我们也可以应该把它

考虑成单独的模块来进行完成

比如说有一些专门的技术

还有一些典型的装配

还有一些需要特殊的制造设备

比如说这里面筑建

我们可以把它做一个单独的模块

来对待

那么还需要有那些子功能需要做

单独实验的

这时候我们应该尽量把它做一个

模块

还有包括独立流通的

而且方便维修服务的

还有方便升级的

还有方便回收的等等一些

这里面我们可以分别去考虑

这么死功能

它是否是应该做一个独立模块

那么对这些独立模块的

我们可以列出这么一个矩阵出来

比如说对这个矩阵的行是表示它

的独立的条件

比如说这里面刚才说的是独立的

12个条件

那么列就是表示它的不同的子

功能

比如说子宫能一子功能二

我们对每个子宫按照这12个

原则进行判断

他是不是应该做一个独立模块

最后这些原则我们也可以把它

进行定量化

进行加权求和

找出对每一个子功能是不是应该

作为一个独立模块对他得到定量

的一些判断

下面我们看一下模块划分的一些

算法及其相关的一些实验技术

由于这产品比较复杂

它的产品尤其是产品进行功能

分解成单元数量可能非常庞大也

非常多

那么这时候我们在进行模块划分

的时候

单纯的靠定性或者是手工的计算

的话

划分的效率就比较低

所以我们要研究相应的一些实现

的算法

那么一般出来我们模块划分

我们主要按照以下的步骤来进行

了

首先我们对产品进行分析

那么确定模块的适用范围

比如说我们是一个系列产品多

那么这个产品系列里面包括哪些

产品

那么每个产品它的需求的数量有

多少

需求的程度有多大

等等

把这些属性把它确定下来

然后我们在对产品组当中的每

一个产品

对它进行功能分析

确定它的基本的功能元

包括它的工程的名称

重要程度

它的成本等属性

以及这些基本功成员之间的相关

程度

我们可以利用功能系统图这种

工具来进行分析了

我们得到每一个产品它的一个

功能的系统图

那么第3步我们进行功能的需求

分析

那么确定这些功能在各个产品中

的需求及其所像主要针对一个

系列产品来进行的

我们可以利用典型的工具

比如说用形态学矩阵法来进行

研究这个产品

它的各种产品

它的需求的各个功能

在各个产品当中它的需求的一个

程度

那么第4步我们可以建立一个

定量的数学模型

比如说按照前面我们得到的相关

度

我们可以确定相关度

在温度趋近的基础上

我们利用相关度的计算的公式

我们可以确定我们会划分它的

目标函数

包括一些约束条件

包括一些约束条件

比如说设定它的变量的范围等等

我们可以建立定量的一个数学

模型

也就是说把模块划分问题转化成

一个优化算法的问题

那么第5部分可以选择优化算法

来求解数学模型

比如说我们要确定可能的模块

数目

利用一定的优化算法

可以把功能缘聚合成模块

比如说我们利用切面的模块矩阵

可以利用剧烈分析

这都是一些典型的一类方法

还有一些优化算法

比如说像遗传算法

磨机

退火

算法等等一些智能优化算法

比较适合于采用用到这种模块

划分的这种数学模型的求解当中

最后我们对模块划分的结果进行

分析和评价

进行解释和再划分

比如说我们判断结果是不是合理

根据一些经验规则

比如说前面说的模块知识矩阵

或者说模块功能独立的这些一些

经验规则

我们来看看判断划分的结果

是不是合理

来考虑对模块划分的结果进行

一些修正

那么没划分问题

它的数学模型的实质

实际上我们可以用这种图来进行

表示

比如说实际上是它的一个图的

划分

它的速销的本质可以用一个图的

划分

那么它的划分的算法

而这里面比较常用的计算机里面

的一些具体分析的方法

可以用这种具体算法来进行实现

比如说面向产品多的模块划分

我们要有些一系列产品

每个产品里面都有各种功能单元

每个功能单元之间都有相互关系

那么我们要面向产品多去划分的

话

不仅要考虑产品之间的几个相关

功能元之间相关程度

还要考虑这个产品的功能元划分

的模块

在各个产品里边它的通用程度

最后我们来得到一个合理的模块

划分的结果

那么下面我们看一下基因遗传

算法进行模块划分它的一个比较

典型的一种实现方式

那么首先它是要得到一个产品的

功能元之间的相关度矩阵

这个数字我们要得到矩阵

是一个复合矩阵了

那么在取证的基础上

我们要对模块划分的速销模型

进行要采用遗传算法来做的话

需要对它进行进行一些编码

比如说所谓的编码

就是说我们用那么目标函数我们

这里面就是指的把相关度划分

比如说我们用的高句丽的原则

这些零部件功能元之间

如果我们把它划分到同一个模块

内

那么它的相关程度应该是最高的

那么把这些划分到同一个模块

之间的功能元

它血管中把它求和加起来

让剧烈向目标行让他最大

那么同时我们考虑模块

它怎么去用遗传算法来进行来

表示对应的染色体

我们可以利用

假设这里面举了一个例子

比如说这里面有10个硫键的话

我们把每个零件做一个这些变量

那么每个设计变量它的取值

我们属于某一个模块

我们就把他的取值就取得某个

模块的数量

某个模块的序号

比如说里面我们假设有4个模块

注意模块4的话

那么我们在C4变量里面它就

等于4

所以这里面我们可以看出来

用这种方法来划分模块的话

我们首先要确定这个模块划分的

数量是多少

那么通常的原则

我们的模块划分数量是按照这个

模块的零部件的数量或者是工程

员的数量

那么取开方我们来取整

作为一个模块划分的数量

我们要确定的数量的情况下

我们进行磨合划分

那么最后我们可以得到模块划分

的结果

那么划分的结果与我们前面说的

不同的相关程度之间

在秋乡官渡区近的话

在这之间的权重系数有关系

所以我们可以面向不同的眉毛

函数

不同的权重

我们得到不同的模块划分结果

这里面实际上面向产品生命周期

各种需要的

我们可以得到一个模块划分的

结果了

那么下面举了一个例子

比如说冲击段的它的魔法划分

是利用这种划分方法一个比较

典型的例子了

那么除了我们用遗传算法之外

我们也可以利用计算机里面常

比较常见的这种聚类算法来实现

这个模块划分

划分我们在可以在map里面

进行软件里面进行编程和实现

它有相应的一些具体算法可以

直接来用

那么它每一个距离的结果相当于

就对应的一个模块

那么每个模块里面它的包括哪些

零部件或者包括哪些功能单元

我可以在划分的结果里面把它把

它显示出来

那么这种划分方法

它的目标函数是怎么来定义的

这个模块函数的定义

它与前面的方法不同的指数

它就是既要考虑模块之间的相关

程度

最小又要考虑模块内部的它的

相关程度最大

那么把这两个加起来作为一个

目标函数

那么利用这种方法

它所的划分模块的时候

就不需要事先确定知道这个模块

的数量是多少

它可以通过模块划分运行

就可以确定最佳的模块数量

同时可以得到模块划分的结果

就说每个模块里面应该包括哪些

零部件

就可以直接可以用这种公式可以

得到出来

那么还有其他的划分方案

比如说基于信息理论的这些模块

划分方法

这里面就不详细去介绍了

好

下面我们介绍一种基于超图理论

的模块划分方法

这里面这种划分方法主要是面向

产品图的这种模块划分方法

它的前提条件是要以知道产品的

变形

产品的功能元的集合

给定个产品

对各工能源的需求矩阵

那么他的问题就是说如何设立

这样一种模块

在满足产品需求的情况下

使功能元它的容易程度最小

也就是说它的损失函数的值最小

或者说构成最终产品变形的功能

元的等成本最小

那么这里这里面我们可以利用

这种利用超图理论来解释这种

模块划分的面向产品度的这种

我们会划分的它的模型

我们可以定义它的目标函数

可以电力它的约束条件

那么最终我们可以利用一定的

优化算法来求解这种数学模型

我们可以得到一些模块划分的

结果

这种模块划分它的数学模型

它需要已知的条件

我们这里面有产品的功能源的

需求矩阵

这是一致的

共同原则之间的相关度

军人这个是已知条件

那么最终的结果要得到什么

要得到两个矩阵

比如说产品共同圆之间的关联

矩阵

模块功能元就是每个模块包括

哪些功能元

还有产品

每个产品包括哪些模块

要把这两个矩阵把它求解出来

所以这两个设计变量是需要XY

两个变量是需要求解出来的

那么这种求解办法

我们可以利用一些多球和优化的

方法来进行求解

可以利用分解协调办法

把总的目标函数划分成一个子

问题

进行单模块的识别方法

可以利用数学规划法进行求解

比如遗传算法或者模拟退火算法

进行求解

可以把模块划分问题转化成多个

模型的数学优化模型的一个求解

问题

下面就是些划分的一些实力了

比如说我们输入一些产品的功能

园的需求

G镇的数据

我们可以得到一个计算的结果

比如说产品功能员他之间的关联

矩阵

可以得到模块

关联度

矩阵

最后我们可以得到模块划分的

一个结果

目标函数计算的一些结果

可以得到它的

比如说划分成各个模块之后

它的功能圆的容易程度

在这些模块来满足不同产品需求

的话

它的容易程度让他最小就可以

得到一个模块划分的最佳的结果

下面我们来看一个模块划分的它

的具体的案例

那么划分过程也是这样的

我们也是首先对用户需求进行

分析

我们确定它的一个它的功能部件

或者是它的功能元

然后我们对功能部件之间的确定

它的相关度矩阵

根据相关度矩阵我们进行模块

划分

那么我们根据划分的结果

我们得到这些模块对这个模块它

的接口进行规划

对产品的模块组成的产品

它的结构形式进行规划

比如说可以利用开放式架构产品

这种概念

我们来建立产品的它的一个布局

的结构

那么最后我可以对产品的划分的

结果

对它这个产品结构

它的适应性多一些

效率如何

我们做一些多一些评价

那么首先我们要进行一些市场

调查和需求分析

比如说以达成打孔装订机为例

它作为一个办公工具

特别在金康园用的比较多一些

票据的装订

那么作为产品的设计者

针对消费者的逐渐提高的这种

要求

需要对产品进行改进或者是全新

设计

使产品的进一步完善或者整合

比如说这种打孔装订机

他就经历了首档到班组长到泉州

的这么一个发展的过程

有全自动的打工装订机

它是功能最完整的

最全面的

还有半周到自动加手动相结合的

还有是仅仅进行打孔功能的

没有装订功能的

这种单一功能的

这什么这种装动机

但这种几种产品之间都是独立

设计

独立发展的

那么它的之间有哪些共性的功能

或者哪些共性的结构

我们如何对这么一系列产品进行

模块划分

我们首先要分析的话

这些产品自己之间它的共性的

功能是什么

它主要是用于银行或者电信行业

的文件档案的装订

可以利用热毛管的办法进行进行

比较后的这些票据的一个装订

那么我们要确定它的一个总功能

比如说全自动打孔机

它的打孔

装订机它的等的功能

我们根据收入和物质流

能量流

信息流

我们可以确定他得等功能

比如说它的输入功能输入需要

什么

需要有电源

要输入能量

它的新物质流是什么

需要有装订管或者是有待装订的

一个材料

那么还有一些操作信号

比如说它的启动信号等等

作为打孔装订机它的输入

那么输入输出的话

它里面比如说他会通过加热

这里面热有些损耗要散热

那么还有它的最主要的功能是

输出

我们装订成册的一个材料

那么还有其他的信号的指示

这些信号做一个输出

那么根据这样一个总功能

我们可以按照他的物质流

能量流

信息流分别去展开看它的一些分

功能

比如说我们对每一个输入流

我们建立这样的功能链

比如说这里面电能的输入

我们看一下它经过了哪些部分

比如说经过哪些电机或者经过

哪些传动

我们看他实验了哪些个有哪些

分工

的功能

比如说我们未装订的材料

在庄重的材料里面

我们经过了精量

经过了哪些功能

经过了在装订的材料

经过分组材料

还有把材料进行定位

还有对他进行切削打孔

那么这是最后把它装订完成

还要经过装订管

装订管里面要一个连续的装订管

这里面要首先把它定位

要存储装订管

然后要被他移动装订管

最后要定位长确定它的长度

根据装订材料的厚度

我们来确定它长度

要把它进行切段

切断之后

把管与插入到已经打孔的材料的

在装订材料里面达到装订孔当中

最后两个进行热玛进入

这样我们得到进行加热

两端进行加热

我们最后得到装订完成的材料

这是他的整个的一个物质流和

能量流的这么一个过程

那么我们可以同样圆道理

我们可以建立一个单打孔机的

单打孔这种装订机它的一个一个

功能结构

这个功能相对出来比较简单了

除了打孔靠自动视线之外

其他的功能血管功能或者放管控

主要靠手工来进行实验了

所以它的功能相对说来比较比较

单一

那么我们同样可以建立在其他的

半自动打孔机它的一个功能结构

那么根据这三种产品之间它的

功能结构

图

我们可以找出它的一些功能

共性功能出来

共性功能就是我们需要建立的它

的一个通用的模块

可以找出它的通用模块出来

我们可以得到一系列的一个产品

那么在这个产品的功能确定的

基础上

我们来再考虑它的一些具体的

细节的一些参数

比如说我们得到产品的规不同的

规格型号

它适用于不同装订厚度

我们对它做一个系列化的设计

对它做一个系列化的设计

根据最大装订厚度

我们来确定打孔机它的一个主

参数

来决定了机器的型号

那么这个参数也影响到选择电机

还有可能是一些机械零部件的

局部的改进

增强或者改选

这么里面

所以它里面是一个比较关键的

参数

那么在以上的基础上

我们可以进一步进行产品平台的

规划

我们把这些功能性的功能

比如说它的机械结构的功能

它的电控的功能

还有它的软件的功能等等

我们可以建立通用的产品平台

在这个产品平台的基础上

我们对各个零部件做一些详细

设计

来标准化

它的一个零部件的功能

模块的接口

建立模块之间的接口

这样一来我们把这些通用功能

通用模块和专业模块把它分别

设计出来

最后我们根据特定的需求就可以

选择这些模块

来加上一些特殊的魔特定的模块

可以得到所不同所需的不同类型

的一个产品

比如说这里面我们可以对原油的

产品加一个对他的工作台

比如说做一个替换

我们可以做一个加宽的功能台

可以得到一个加宽工作台的这种

它的这么这种打孔的一个装订机

最后我们对模块划分进行一些

简单的一个总结

那么模块划分它实际上是模化

设计里面非常重要的一个环节了

那么我们在产品研发当中

我们继续解决的重点问题

包括反复重复设计

反复修改

这种设计效率低的问题

我们都可以通过这种建立通用

模块

或者找出这种通用模块的办法

把这模块作为标准化的办法来

解决这些问题了

那么它的主要目标就是把共性的

模块研制与日常产品设计的不

一样分离

那么针对不同的用户需求

我们这些进行标准模块配置

然后我们再针对特定的用户的

个性化的需求

进行一些少量的专业化的设计

我们就可以构成所需要的产品

所以说我们这一章主要介绍模块

划分

它的基本原则和一些实现的方法

那么具体在产品开发中

可以根据不同的产品特点

我们进行一些灵活的运用