[发明专利]一种基于谱特征的模块化复杂产品的设计方法

摘要

本发明公开一种基于谱特征的模块化复杂产品的设计方法。首先将结构、功能和物理关联作为影响零部件间关联强度的三大因素，从这三方面分别量化关联强度，并设置权重配比，计算零部件间的综合关联强度，构建设计结构矩阵。其次结合图谱理论，应用奇异值分解提取设计结构矩阵的前k个最大的谱特征和对应的特征向量组成一个精简的谱映射空间。然后在此空间上运用k‑means算法进行聚类运算，得到模块划分的方案集。最后利用拓展加权模块度EWQ函数选取最优划分方案并将最优方案中的模块在软件环境下进行组合建模获得装载机工作装置的三维模型。本发明能够根据客户需求来快速实现响应其需求的性能和规格产品，实现对轮式装载机工作装置的模块化设计。

主权项

1.一种基于谱特征的模块化复杂产品的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定影响零部件间关联强度的因素，并制定关联强度量化标准，对零部件间的关联强度进行量化；步骤2：确定结构、功能和物理关联度三者之间的权重，使之满足三者权重之和为1，并计算零部件间的综合关联强度值，构建数值型设计结构矩阵；步骤3：对设计结构矩阵进行谱特征分析，确定k的取值范围，并提取前k个最大的谱特征和对应的特征向量组成一个新的谱映射空间；步骤4：利用k‑means算法对谱映射空间中的数据进行聚类，得到k取值范围内所有的模块划分方案；步骤5：将拓展加权模块度EWQ函数作为目标函数，每得到一种划分方案，计算一次EWQ值，直到所有方案的拓展加权模块度被计算完毕为止，找到EWQ函数的局部峰值，其对应的模块划分方案即为最优方案。