海工装备设计多方法融合技术研究
发布时间：2020-10-20 13:01
海工产品作为大型装备,结构复杂,定制化程度高,设计和制造周期长。我国的海工企业面临着:设计产权自主化;提高创新能力,提高生产效率;由浅海装备向深海装备转型等诸多挑战。本文将针对目前国内海工设计和制造企业的流程和主要问题,提出设计创新流程的改进,并对其中主要的设计创新辅助方法在海工产品上进行应用。主要内容如下:(1)分析我国海工装备企业的设计及制造流程,绘制流程图并对现状问题进行原因分析,找出关键瓶颈并提出改进的设计创新流程,并针对阶段流程活动引入不同的设计方法;(2)针对海工装备定制化的特点,使用模糊Kano调查分析的方法获取用户需求特性并对其进行分类,利用直觉模糊数IFOWG算子决策法计算客户需求的重要度并排序,并结合QFD分析与α-截集去模糊化方法,将客户需求特性转化为客户对产品设计参数特性的要求,通过两级QFD分解为整个设计阶段提供直观准确的客户需求信息;(3)在海工装备进入试制前,利用FMEA方法与灰色关联度结合分析可能的失效模式和原因,并基于二级QFD计算结果改进灰色关联度的指标权重,得到FMEA表后进行样品试制,对出现的失效问题通过因果链分析,建立功能模型和基于TRIZ的问题解决理论进行设计改进。并将FMEA方法和TRIZ方法的失效原因和失效影响结合作为产品的失效库,作为后续设计的基础资料。(4)对提出的改进设计流程及方法,通过海工典型产品:铺管船,绞车排绳器进行说明验证,并最后以海上平台的升降系统为例对本文提出的流程和方法进行应用验证。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P75
【部分图文】：
在概念设计初步确定产品主要参数时，设计人员根据客户满意度分析图，主要研究会提高顾客满意度的需求，并将他们区别对待，从需求满意度图中可以看出：M 类必备型需求：满意度<0.5,不满意度>-0.5，对客户来说是产品的基础需求，设计时必须满足。该客户对张紧力的需求最重要，在产品的设计过程中，应该尽可能提高产品的张紧力，尤其是额定张紧力，客户的不满意度指数很高；L 类期望型需求：满意度>0.5,不满意度>-0.5，落在 L 类需求区域的需求，满足的越好，客户越满意，从图中可以看出，该顾客期望成本低，大管径，尽量作业水深大一些，且根据图中坐标位置，优先满足满意度高，不满意度低的指标参数，客户对成本降低和大管径铺设最期望得到满足；E 类兴奋型需求：满意度>0.5,不满意度<-0.5，此区域的特性是最能提高客户满意度的改进方向，此类区域的需求特性都是改进后能大大提高客户满意度的即收放管速度，抵御恶劣海况及铺管效率的提升，可以看出这几个特性的不满意度相差不大，而满意度则有很大数值差距，设计时按照满意度从高到低优先满足即提高铺管效率和抵御恶劣海况最能大幅提高客户满意度；
图 3-4 IFOWG 算子计算需求重要度与加权平均计算结果对比Fig.3-4 Results Comparison of IFOWG operator's demand and weighted average’sKano 模型分析得到的客户需求重要度是后续 QFD 分析的设计中参数重要度的关键指标。3.2.2 基于模糊 QFD 的海工装备需求特性传递1. 海工装备需求特性矩阵分析海工产品的需求-设计参数关系大多使用传统的直接调研，凭个人经验确定的方法，缺乏成熟有效的工具方法，与市场上其他使用 QFD 的产品相比，海工装备产品有以下几个特点： 小批量定制化，产品设计生产针对性强； 海工装备体积大，结构复杂； 产品参与设计人员多，制造周期长；根据以上海工装备的特点，提出基于海工产品设计流程的 QFD 分解如图 35。 一级初步设计阶段 QFD：客户需求 CR-船舶特性参数 EC 传递；
图 3-5 海工产品设计流程及 QFD 分解Fig.3-5 Design process and QFD decomposition of marine products 二级详细设计阶段 QFD：船舶特性指标 EC-零部件特性参数 PC 传递：详细设计二级 QFD 通过整体参数到子系统参数的矩阵分析，完成装备整体指标要求到详细设计参数的特性传递。由于海工装备结构复杂，零部件多，在完成船舶整体参数确定后，下发到各子系统设计部门进行详细设计，包括机械结构设计，电气电路设计，控制系统设计等。对于部分海工装备，机械设计部分需要根据电气电路设计的参数进行详细计算，则子系统之间的设计参数传递也可在二级 QFD 中完成。这里二级 QFD 通过船舶整体特性参数与子部件参数的关系，传递计算出 PC(Parts Characteristics)的重要度，并根据重要度确定 FMEA 失效严重度系数 h 作为 FMEA 分析的严重度调整系数。2. 基于 QFD 的海工船舶特性参数重要度计算利用一级 QFD 将客户需求特性与初步设计需要确定的参数指标进行相互关系分析，完成一级参数传递，其中一级船舶特性参数与客户需求特性之间的关系
【参考文献】
本文编号：2848712
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P75
【部分图文】：
在概念设计初步确定产品主要参数时，设计人员根据客户满意度分析图，主要研究会提高顾客满意度的需求，并将他们区别对待，从需求满意度图中可以看出：M 类必备型需求：满意度<0.5,不满意度>-0.5，对客户来说是产品的基础需求，设计时必须满足。该客户对张紧力的需求最重要，在产品的设计过程中，应该尽可能提高产品的张紧力，尤其是额定张紧力，客户的不满意度指数很高；L 类期望型需求：满意度>0.5,不满意度>-0.5，落在 L 类需求区域的需求，满足的越好，客户越满意，从图中可以看出，该顾客期望成本低，大管径，尽量作业水深大一些，且根据图中坐标位置，优先满足满意度高，不满意度低的指标参数，客户对成本降低和大管径铺设最期望得到满足；E 类兴奋型需求：满意度>0.5,不满意度<-0.5，此区域的特性是最能提高客户满意度的改进方向，此类区域的需求特性都是改进后能大大提高客户满意度的即收放管速度，抵御恶劣海况及铺管效率的提升，可以看出这几个特性的不满意度相差不大，而满意度则有很大数值差距，设计时按照满意度从高到低优先满足即提高铺管效率和抵御恶劣海况最能大幅提高客户满意度；
图 3-4 IFOWG 算子计算需求重要度与加权平均计算结果对比Fig.3-4 Results Comparison of IFOWG operator's demand and weighted average’sKano 模型分析得到的客户需求重要度是后续 QFD 分析的设计中参数重要度的关键指标。3.2.2 基于模糊 QFD 的海工装备需求特性传递1. 海工装备需求特性矩阵分析海工产品的需求-设计参数关系大多使用传统的直接调研，凭个人经验确定的方法，缺乏成熟有效的工具方法，与市场上其他使用 QFD 的产品相比，海工装备产品有以下几个特点： 小批量定制化，产品设计生产针对性强； 海工装备体积大，结构复杂； 产品参与设计人员多，制造周期长；根据以上海工装备的特点，提出基于海工产品设计流程的 QFD 分解如图 35。 一级初步设计阶段 QFD：客户需求 CR-船舶特性参数 EC 传递；
图 3-5 海工产品设计流程及 QFD 分解Fig.3-5 Design process and QFD decomposition of marine products 二级详细设计阶段 QFD：船舶特性指标 EC-零部件特性参数 PC 传递：详细设计二级 QFD 通过整体参数到子系统参数的矩阵分析，完成装备整体指标要求到详细设计参数的特性传递。由于海工装备结构复杂，零部件多，在完成船舶整体参数确定后，下发到各子系统设计部门进行详细设计，包括机械结构设计，电气电路设计，控制系统设计等。对于部分海工装备，机械设计部分需要根据电气电路设计的参数进行详细计算，则子系统之间的设计参数传递也可在二级 QFD 中完成。这里二级 QFD 通过船舶整体特性参数与子部件参数的关系，传递计算出 PC(Parts Characteristics)的重要度，并根据重要度确定 FMEA 失效严重度系数 h 作为 FMEA 分析的严重度调整系数。2. 基于 QFD 的海工船舶特性参数重要度计算利用一级 QFD 将客户需求特性与初步设计需要确定的参数指标进行相互关系分析，完成一级参数传递，其中一级船舶特性参数与客户需求特性之间的关系
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张伟;周怡圃;朱凌;;基于SWOT-AHP的我国海洋工程装备产业发展战略分析及选择[J];海洋经济;2015年03期
2 孙园园;刘飞;李丽;;基于Kano-QFD的个性化产品属性指标重要度确定方法[J];计算机集成制造系统;2014年11期
3 耿秀丽;叶春明;;基于特征选择技术的顾客需求重要度确定方法[J];计算机集成制造系统;2014年07期
4 孙永伟;;TRIZ打开创新之门的金钥匙(十一)[J];家电科技;2014年02期
5 马爱军;周金鑫;唐文献;齐继阳;;深水自升式钻井平台升降控制系统设计[J];机械设计与制造工程;2013年08期
6 杜干;;升降平台升降机构研究现状分析[J];机械工程与自动化;2013年02期
7 高岩;周德群;刘晨琛;章玲;;基于关联的三角模糊数直觉模糊集成算子及其应用[J];系统工程理论与实践;2012年09期
8 白涛;李中凯;;基于模糊Kano模型的顾客需求重要度计算方法[J];中国机械工程;2012年08期
9 唐中君;龙玉玲;;基于Kano模型的个性化需求获取方法研究[J];软科学;2012年02期
10 何宁;徐崇崴;段梦兰;王辉;管德旺;杨伟;;J型铺管船发展综述[J];中国海洋平台;2011年04期
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1 吴碧珺;超大型自升式钻井平台升降装置的设计与研究[D];上海交通大学;2015年
2 方健;FMEA与FTA在汽车覆盖件模具项目质量管理中的应用研究[D];上海交通大学;2009年
本文编号：2848712
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