并行设计X.ppt
缺点：设计改动量大、产品开发周期长，产品成本增加
20世纪80年代中期，制造业商品市场发生了根 本性变化
企业赢得市场竞争的关键是其能否快速响应市场需求， 迅速开发出满足用户需求的新产品，并尽快上市。
1988年美国防御分析研究所（IDA） 提出了并行工程的概念。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨2
3.2 CE的原理
证论案方
产
售后服务
品 开
制造与装配
发 过
施工设计与工艺设计
程 的
技术设计
各 个
工程分析
阶 段
方案设计
产品需求分析
产品生命周期
图 3-3 并行设计过程
现代设计
第 3 章 并行工程∧∨83源自2 CE的原理串行
频繁反馈
开
发 过
概念设计
详细设计 工艺设计
程 并 概念设计
少量反馈
行
详细设计
开 发
工艺设计
过 程
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 14
3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑸硬、软件基本环境。 计算机与操作系统、网络通信、数据库是建立并 行设计的基本环境，对于不同任务可以有一定的 配置差异。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 15
3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
西安飞机工业公司（XAC）与西北工业大学 合作，运用CE模式对其所生产的新舟60 飞机内装饰部分进行改进设计与制造。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 12
3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构
⑶管理与质量分系统。 该分系统包括开发过程管理、产品模型管理、资源 管理等，并在质量要求的约束下，完成产品开发工 作的规划，任务的分配，资源的配置，进度的调整， 冲突的协调等。过程管理框架见图3-7。
用户需求 过程建模
用户计算机
装配工艺师计算机
维护人员计算机
销售人员计算机
图 3-1 并行工程中的团队工作方式
现代设计
第 3 章 并行工程
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∨6
3.2 CE的原理
CE的特点
市场分析
产品设计
工艺标准
图 3-2 传统的串行设计过程
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
产品制造
∨7
3.2 CE的原理
CE的特点
馈反场市 馈反工加 馈反计设
飞机内装饰工作包括机内外露部分的布局、 结构、造型、选材、色彩以及驾驶舱、客 舱、货舱、生活设施等。除满足使用功能 要求外，更多地考虑美观和舒适。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 16
3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
在应用CE过程中，新舟60飞机内装饰工作采 用的产品数字化技术包括：开发平台是商品化 UG系统，CAPP系统采用该公司XAC2CMS应 用工程中开发的AO和FO设计系统，工装设计 和CAM采用商品化CATIA系统。 新舟60飞机内装饰的产品数字化建模主要表 现为UG三维模型、设计技术文档、零部件基 本属性信息等方面的集成，如图3-8所示。
CE的定义 CE的特点 CE 的关键技术
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨3
3.2 CE的原理
CE的定义
CE是对产品及其相关过程（包括制造过程和 支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化 工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始 就考虑到产品全生命周期中的所有因素，包括质 量、成本、进度和用户需求。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 17
3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
新舟60飞机内装饰的产品数字化建模
过程优化
产品开发过程 过程信息
过程协调 过程冲突 过程监控
图3-7 并行设计过程管理框图
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 13
3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑷设计过程集成框架。一般使用PDM对于产品的信 息模型、过程模型、组织模型和资源模型的建模提 供支持和管理。并行设计主要解决的问题是在产品 数据管理（PDM）系统的统一管理下，实现产品设 计过程的重组和开发过程的建模。产品开发过程模 型内容包括组织模型、产品模型、资源模型和活动 模型等。PDM技术已成为并行设计的支持平台。另 外，实现信息集成的关键是产品数据交换。STEP是 产品数据表达与交换的国际标准从根本上解决了 CAD/CAM系统的信息集成与产品数据交换问题。
∧
∨ 11
3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑵设计工具。 为了实现并行产品开发，必须采用各种计算机辅助 工具，即广义的CAX/DFX数字化工具集，其中X可 以代表生命周期中的各种因素，如设计、分析、工 艺、制造、装配、拆卸、检测、维护、支持等。最 典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD、DFA、 DFM、DFC、DFQ。针对实际设计任务，选用适当 使能工具，完成开发工作。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨4
3.2 CE的原理
CE的特点
设计人员的团队化 （图3-1） 设计过程的并行性 （图3-2）
（图3-3） （图3-4） 设计过程的系统性 设计过程的快速“短”反馈。
现代设计
第 3 章 并行工程
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∨5
3.2 CE的原理
CE的特点
制造工程师计算机
设计师计算机
第3章 并行工程（CE）
3.1 CE的发展 3.2 CE的原理 3.3 案例：CE在新舟
60飞机中的应用
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨1
3.1 CE的发展
并行工程（Concurrent Engineering，CE ）
串行方式存在弊端
开发过程：市场调研→产品计划→产品设计→试制样机 →修改设计→工艺准备→正式投产
即并行设计的四个关键要素是： 过程改进、组织变革、环境支持和需求定义。
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨ 10
3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑴协同工作环境。协同工作环境是指支持IPT工作 的网络、通信、数据库及计算机系统如图3-6所示。
共享信息模型
现代设计
图3-6 协同工作环境示意图
第 3 章 并行工程
原型制造与测试
原型制造与测试 正式生产制造
正式生产制造 缩短上市时间
下游对上游的支持信息
图 3-4 串并行开发过程的对比
现代设计
第 3 章 并行工程
∧
∨9
3.2 CE的原理
CE 的关键技术 产品开发过程的重组。
CE中产品开发过程的建模、分析与集成技术。
设计组织的变革。CE的多功能集成产品开发团队。 协同工作环境的支持。 CE中的协同工作环境。 数字化产品建模。产品共享信息模型的建立。
20世纪80年代中期，制造业商品市场发生了根 本性变化
企业赢得市场竞争的关键是其能否快速响应市场需求， 迅速开发出满足用户需求的新产品，并尽快上市。
1988年美国防御分析研究所（IDA） 提出了并行工程的概念。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
证论案方
产
售后服务
品 开
制造与装配
发 过
施工设计与工艺设计
程 的
技术设计
各 个
工程分析
阶 段
方案设计
产品需求分析
产品生命周期
图 3-3 并行设计过程
现代设计
第 3 章 并行工程∧∨83源自2 CE的原理串行
频繁反馈
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发 过
概念设计
详细设计 工艺设计
程 并 概念设计
少量反馈
行
详细设计
开 发
工艺设计
过 程
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑸硬、软件基本环境。 计算机与操作系统、网络通信、数据库是建立并 行设计的基本环境，对于不同任务可以有一定的 配置差异。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
西安飞机工业公司（XAC）与西北工业大学 合作，运用CE模式对其所生产的新舟60 飞机内装饰部分进行改进设计与制造。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构
⑶管理与质量分系统。 该分系统包括开发过程管理、产品模型管理、资源 管理等，并在质量要求的约束下，完成产品开发工 作的规划，任务的分配，资源的配置，进度的调整， 冲突的协调等。过程管理框架见图3-7。
用户需求 过程建模
用户计算机
装配工艺师计算机
维护人员计算机
销售人员计算机
图 3-1 并行工程中的团队工作方式
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
CE的特点
市场分析
产品设计
工艺标准
图 3-2 传统的串行设计过程
现代设计
第 3 章 并行工程
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产品制造
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3.2 CE的原理
CE的特点
馈反场市 馈反工加 馈反计设
飞机内装饰工作包括机内外露部分的布局、 结构、造型、选材、色彩以及驾驶舱、客 舱、货舱、生活设施等。除满足使用功能 要求外，更多地考虑美观和舒适。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
在应用CE过程中，新舟60飞机内装饰工作采 用的产品数字化技术包括：开发平台是商品化 UG系统，CAPP系统采用该公司XAC2CMS应 用工程中开发的AO和FO设计系统，工装设计 和CAM采用商品化CATIA系统。 新舟60飞机内装饰的产品数字化建模主要表 现为UG三维模型、设计技术文档、零部件基 本属性信息等方面的集成，如图3-8所示。
CE的定义 CE的特点 CE 的关键技术
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
CE的定义
CE是对产品及其相关过程（包括制造过程和 支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化 工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始 就考虑到产品全生命周期中的所有因素，包括质 量、成本、进度和用户需求。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.3 案例：CE在新舟60飞机中的应用
新舟60飞机内装饰的产品数字化建模
过程优化
产品开发过程 过程信息
过程协调 过程冲突 过程监控
图3-7 并行设计过程管理框图
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑷设计过程集成框架。一般使用PDM对于产品的信 息模型、过程模型、组织模型和资源模型的建模提 供支持和管理。并行设计主要解决的问题是在产品 数据管理（PDM）系统的统一管理下，实现产品设 计过程的重组和开发过程的建模。产品开发过程模 型内容包括组织模型、产品模型、资源模型和活动 模型等。PDM技术已成为并行设计的支持平台。另 外，实现信息集成的关键是产品数据交换。STEP是 产品数据表达与交换的国际标准从根本上解决了 CAD/CAM系统的信息集成与产品数据交换问题。
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3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑵设计工具。 为了实现并行产品开发，必须采用各种计算机辅助 工具，即广义的CAX/DFX数字化工具集，其中X可 以代表生命周期中的各种因素，如设计、分析、工 艺、制造、装配、拆卸、检测、维护、支持等。最 典型的有CAD、CAE、CAPP、CAM、CAFD、DFA、 DFM、DFC、DFQ。针对实际设计任务，选用适当 使能工具，完成开发工作。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
CE的特点
设计人员的团队化 （图3-1） 设计过程的并行性 （图3-2）
（图3-3） （图3-4） 设计过程的系统性 设计过程的快速“短”反馈。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
CE的特点
制造工程师计算机
设计师计算机
第3章 并行工程（CE）
3.1 CE的发展 3.2 CE的原理 3.3 案例：CE在新舟
60飞机中的应用
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.1 CE的发展
并行工程（Concurrent Engineering，CE ）
串行方式存在弊端
开发过程：市场调研→产品计划→产品设计→试制样机 →修改设计→工艺准备→正式投产
即并行设计的四个关键要素是： 过程改进、组织变革、环境支持和需求定义。
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
实施并行设计的系统结构 ⑴协同工作环境。协同工作环境是指支持IPT工作 的网络、通信、数据库及计算机系统如图3-6所示。
共享信息模型
现代设计
图3-6 协同工作环境示意图
第 3 章 并行工程
原型制造与测试
原型制造与测试 正式生产制造
正式生产制造 缩短上市时间
下游对上游的支持信息
图 3-4 串并行开发过程的对比
现代设计
第 3 章 并行工程
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3.2 CE的原理
CE 的关键技术 产品开发过程的重组。
CE中产品开发过程的建模、分析与集成技术。
设计组织的变革。CE的多功能集成产品开发团队。 协同工作环境的支持。 CE中的协同工作环境。 数字化产品建模。产品共享信息模型的建立。
合集下载
并行处理机获奖课件
111 111
111
Cube0
Cube1
Cube2
扩展成超立方体：
有n=log2N个互连函数； Cubei=(bn-1…bi…b0)； 最大连接度=log2N； 结点最大间距=log2N。 应用：几种互连函数反复调用，任意结点间可连接。
2.PM2I单级网络（循环移数网络）
出端编码与连接旳入端结点编码相差2i。
2 2[log2(N+1)-1]
3 log2N
1
动态：没有源开关，借助控制信号重新组合。
单级循环网、多种多级互连网络。
4.设计思绪
根据应用需要（互连网络属性），选择合 理旳特征方式，考虑互连网络旳性能原因， 综合加以合理组合。
目的：低成本、高灵活性、高连接度、低延时、适 合VLSI。
5.互连网络表达
以STARAN网络为例简介。
互换开关：二功能（直通和互换）
拓扑构造：第i级为Cubei； 为何只有三级？
(1)互换功能
入端
控制：级控制(开关为1时互换功能，不然为直通)
0 1 2 3 4 5 6 7
功 能
级控制信号（k2k1k0）
000 001 010 011 100 101 110 111
0
1
2
应用： 屡次调用混洗互换互连函数，可实现任意结点间
旳连接。
4.总结 (1)单级互连网络特征
任一单级互连网络均可表达成N入
N出旳过程。
任一单级互连网络可实现部分结点(一对或几对) 间旳连接，不能实现任意多对结点间旳同步连接。
单级互连网络含义：某些连接措施或拓扑构造。 (2)单级互连网络应用
利用单级互连网络旳特征作为实际IN旳拓扑构造； 经过互换开关作为IN旳可变原因； 经过互换开关屡次控制实现IN旳结点间任意互连。
设计方法学 课件PPT课件
人类层
推荐:《日常用品的设计》 唐纳德.诺曼
设计之法
物的复杂性 人的复杂性 设计的复杂性 事物情理
设计之法
设计的复杂性
人
物
玉米糊糊的意义？
设计之法
设计的复杂性
设计的外部因素与内部因素: 外部是不断变化的、不同人的目的与环境的“要 求” 内部是“可组织”的元素及关系，如技术、工艺、 材料、形态、结构
设计之法
复杂的物体系
设计之法
复杂的物体系
物的复杂主要发生在两个方面： 1.单一物种的多样性复杂 2.物体系的系统性复杂
设计之法
催生新物的动因
设计之法
催生新物的动因
市场动因：换型计划，造型运动，莫尔定律 技术动因：技术+需求，如激光技术、红外技术 需求动因：需求—技术，依据需求，选择、寻找 改进、发明、整合技术
个统一里内，我们才能把握“事”的真实意
义。
老王带儿子吃窝窝头（经历、回忆、自己、儿子） 今天研究过去，今天被未来研究
设计之法
时间与空间
空间:空间不仅仅是“事”的物理场所，在 “事”的结构里，特定的人、布景、道具、 氛围构成不同的空间，人们的行为也被空间 规范。空间更是一个心理、社会的场域。
国内和国外的区分（国境线、海关）、教师、监狱、茶馆、KTV 四合院，苏州园林
设计 科学 技术 艺术
设计从科学那里汲取知识来探求人类合理的生活方 式；设计选择技术手段来实现自身；设计从艺术那 里获得美与价值、情感的表达。
在设计的概念下，科学、艺术、技术有机的结合在 一起
源元之论
设计科学
当今，一些设计师和教育者将“设计艺术”的概念 偷换成“艺术”，躲在艺术的安全封地内俯瞰大众、 用户、消费者、老百姓，以“艺术”的名义获得审 美的特殊权利，以直觉、灵感、品味、格调等话语 垄断大众对设计的评价。使得设计师在与商业合谋 中沦为“时尚的制造者”、“形式的生产商”，而 忽视了设计作为科学的一面，忽视了设计的本质和 夲元。
产品设计课件
1.2 产品系统的概念
1.2.1 “个”与“集”的关系
个与集是统一辩证的关系。
1.2.2 “个”与“集”的方法
工厂生产商品举例。
1.2.3 “种”与“类”的概念
种——品种（下位概念） 类——分类、归纳（上位概念）
类大于种
1.3 产品设计系统
1.3.1 设计方法的构成
产品设计是一种综合性的方法系统。 包括有机联系的要素： a. 明确设计目标和方向的方法 b. 为达到目标的途径 c. 为达到目标的策略手段 d. 为达到目标而必须运用的工具和手段 e. 为有效运用工具所必须遵循的程序方法
第二章 产品设计要素解析
2.1 功能要素
功能是指产品所具有的效用，并被接受的能力，产品只有具备某种特定的功能 才有可能进行生产和销售。 产品实质上就是功能的载体，实现功能是产品设计的最终目的，功能的承载 者是产品实体结构。
2.1.1 功能分析
产品功能分析是从技术和经济角度分析产品所具有的功能。 通过功能分析可以从产品结构分析转向产品功能分析。
二. 课程设计命题——产品系列化设计
要求：运用组合设计、变换设计、模块化设计、模块设计、模块组合等相关 的系列产品设计方法，设计出成套系列、组合系列、家族系列、单元系列等类 型的系列化产品。
绪论
0.1 现代产品设计系统观
产品设计是一个过程系统，而且从属于更大的系统。
0.2 现代产品的系统化特征
以工业化手段、以机械化分工作业的可互换式生产方式进行生产和制造。 0.2..1 产品信息化 0.2..1.1 产品制造正步入信息化时代 0.2..1.2 产品的发展方向趋向信息化
绿色设计所要达到的产品绿色化目标，并不只是在某一个环节上加以注意便可， 而是要在产品整个生命周期的各个阶段、各个环节上都具有绿色意识。
串行通信ppt课件
18
第10章 串行通信
（2）起始位的检测
必须确定起始位才能开始接收数据，即实现位同步。 数据接收时钟RCLK使用16倍波特率的时钟信号。接收器 用RCLK检测到串行数据输入引脚SIN由高电平变低后，连续 测试8个RCLK时钟周期，若采样到的都是低电平，则确认为 起始位。 确认了起始位后每隔16个RCLK时钟周期对SIN输入的数据 位进行采样一次，直至规定的数据格式结束。
10
第10章 串行通信
TxD 发送数据——串行数据的发送端。 RxD 接收数据——串行数据的接收端。 GND 信号地——为所有的信号提供一个公共的参考电平 RTS 请求发送——当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的 RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据。 CTS 清除发送——当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送 数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号。 DTR 数据终端准备好——通常当数据终端设备一加电，该信号就有效， 表明数据终端设备准备就绪。 DSR 数据装置准备好——通常表示数据通信设备(即数据装置)已接通 电源连到通信线路上，并处于数据传输方式，而不是处于测试方式或 断开状态。 CD 载波检测——当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，就 从该引脚向数据终端设备提供有效信号。该引脚缩写为DCD。 RI 振铃指示——当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚 信号作为电话铃响的指示，保持有效。
16
第10章 串行通信
2．结构
其中寄存器： THR、TSR RBR、RSR LCR LSR DLH DLL MCR MSR IER IIR
17
第10章 串行通信
（1）串行数据的发送
CPU送来的并行数据存在发送保持寄存器THR中。 只要发送移位寄存器TSR中没有正在发送的数据， 发送保持寄存器的数据就送入TSR 。 与此同时，8250按照编程规定的起止式字符格式， 加入起始位、奇偶校验位和停止位，从串行数据输 出引脚SOUT逐位输出。 因为THR、TSR采用双缓冲寄存器结构，所以在 TSR进行串行发送的同时，CPU可以向8250提供下 一个发送数据到THR，这样可以保证数据的连续发 送。
第10章 串行通信
（2）起始位的检测
必须确定起始位才能开始接收数据，即实现位同步。 数据接收时钟RCLK使用16倍波特率的时钟信号。接收器 用RCLK检测到串行数据输入引脚SIN由高电平变低后，连续 测试8个RCLK时钟周期，若采样到的都是低电平，则确认为 起始位。 确认了起始位后每隔16个RCLK时钟周期对SIN输入的数据 位进行采样一次，直至规定的数据格式结束。
10
第10章 串行通信
TxD 发送数据——串行数据的发送端。 RxD 接收数据——串行数据的接收端。 GND 信号地——为所有的信号提供一个公共的参考电平 RTS 请求发送——当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的 RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据。 CTS 清除发送——当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送 数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号。 DTR 数据终端准备好——通常当数据终端设备一加电，该信号就有效， 表明数据终端设备准备就绪。 DSR 数据装置准备好——通常表示数据通信设备(即数据装置)已接通 电源连到通信线路上，并处于数据传输方式，而不是处于测试方式或 断开状态。 CD 载波检测——当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，就 从该引脚向数据终端设备提供有效信号。该引脚缩写为DCD。 RI 振铃指示——当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚 信号作为电话铃响的指示，保持有效。
16
第10章 串行通信
2．结构
其中寄存器： THR、TSR RBR、RSR LCR LSR DLH DLL MCR MSR IER IIR
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第10章 串行通信
（1）串行数据的发送
CPU送来的并行数据存在发送保持寄存器THR中。 只要发送移位寄存器TSR中没有正在发送的数据， 发送保持寄存器的数据就送入TSR 。 与此同时，8250按照编程规定的起止式字符格式， 加入起始位、奇偶校验位和停止位，从串行数据输 出引脚SOUT逐位输出。 因为THR、TSR采用双缓冲寄存器结构，所以在 TSR进行串行发送的同时，CPU可以向8250提供下 一个发送数据到THR，这样可以保证数据的连续发 送。
Hopfield神经网络ppt课件
1）保证系统在异步工作时的稳定性，即它的 权值是对称的；
2）保证所有要求记忆的稳定平衡点都能收敛 到自己；
3）使伪稳定点的数目尽可能的少； 4）使稳定点的吸引域尽可能的大。 MATLAB函数
[w,b]=solvehop(T);
.
23
连续性的Hopfield网络
CHNN是在DHNN的基础上提出的，它的原理
.
34
几点说明：
1）能量函数为反馈网络的重要概念。 根据能量函数可以方便的判断系统的稳 定性；
2）能量函数与李雅普诺夫函数的区 别在于：李氏被限定在大于零的范围内， 且要求在零点值为零；
3）Hopfield选择的能量函数，只是 保证系统稳定和渐进稳定的充分条件， 而不是必要条件，其能量函数也不是唯 一的。
1、激活函数为线性函数时
2、激活函数为非线性函数时
.
29
当激活函数为线性函数时，即
vi ui 此时系统的状态方程为：
U AU B 其中A 1 WB。
R 此系统的特征方程为：
A I 0 其中I为单位对角阵。通过对解出的特征值1， 2，， r 的不同情况，可以得到不同的系统解的情况。
.
霍普菲尔德（Hopfield） 神经网络
1、网络结构形式 2、非线性系统状态演变的形式 3、离散型的霍普菲尔德网络（DHNN） 4、连续性的霍普菲尔德网络（CHNN）
.
1
网络结构形式
Hopfield网络是单层对称全反馈网络，根据激 活函数选取的不同，可分为离散型和连续性两种 （ DHNN,CHNN）。 DHNN：作用函数为hadlim，主要用于联想记忆。 CHNN：作用函数为S型函数，主要用于优化计算。
.
19
权值修正的其它方法
2）保证所有要求记忆的稳定平衡点都能收敛 到自己；
3）使伪稳定点的数目尽可能的少； 4）使稳定点的吸引域尽可能的大。 MATLAB函数
[w,b]=solvehop(T);
.
23
连续性的Hopfield网络
CHNN是在DHNN的基础上提出的，它的原理
.
34
几点说明：
1）能量函数为反馈网络的重要概念。 根据能量函数可以方便的判断系统的稳 定性；
2）能量函数与李雅普诺夫函数的区 别在于：李氏被限定在大于零的范围内， 且要求在零点值为零；
3）Hopfield选择的能量函数，只是 保证系统稳定和渐进稳定的充分条件， 而不是必要条件，其能量函数也不是唯 一的。
1、激活函数为线性函数时
2、激活函数为非线性函数时
.
29
当激活函数为线性函数时，即
vi ui 此时系统的状态方程为：
U AU B 其中A 1 WB。
R 此系统的特征方程为：
A I 0 其中I为单位对角阵。通过对解出的特征值1， 2，， r 的不同情况，可以得到不同的系统解的情况。
.
霍普菲尔德（Hopfield） 神经网络
1、网络结构形式 2、非线性系统状态演变的形式 3、离散型的霍普菲尔德网络（DHNN） 4、连续性的霍普菲尔德网络（CHNN）
.
1
网络结构形式
Hopfield网络是单层对称全反馈网络，根据激 活函数选取的不同，可分为离散型和连续性两种 （ DHNN,CHNN）。 DHNN：作用函数为hadlim，主要用于联想记忆。 CHNN：作用函数为S型函数，主要用于优化计算。
.
19
权值修正的其它方法
第七章并行工程设计
第七章并行工程技术
目
录
7.1并行工程的定义和基本特征 7.2并行工程的关键支持技术 7.3并行工程的发展概况 7.4并行工程的若干研究热点 7.5 我国并行工程的研究与国外研究的差距
7.1 并行工程的定义和基本特征
7.1.1 并行工程的定义
并行工程(CE＿＿ Concurrent Engineering)是集成地、 并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过 程）的系统方法和综合技术 。这种方法要求产品开发人 员在一开始就考虑产品整个生命周期 (从概念形成到产品 报废)中的所有因素，包括功能、制造、装配、作业调度、 质量、成本、维护与用户需求等等
并行工程
计算机网络 数据库
协同工作环境
重组设计过程
过程分析、改造 和建模
7.3 并行工程的发展概况
7.3.1 并行工程在国外的研究和应用情况
(1) 研究与初步实践阶段(1986年~1992年)
美国国防部支持的DICE计划 欧洲的ESPRITⅡ、ESPRIT Ⅲ计划 日本的IMS计划
(2) 企业应用阶段(1992年~1996年)
使能工具: CAX/DFX系列技术 X---生命周期中的的各种因素，如设计、 分析、工艺、制造、装配、维护等
CAX ---各种计算机辅助工具
最典型的有：CAD CAE CAPP
（计算机辅助设计） （计算机辅助工程分析） （计算机辅助工艺设计）
CAM CAFD
（计算机辅助制造) （计算机辅助工装系统设计）
集团有限公司
南京金城集团
海南新大洲摩托车厂 上海鼓风机厂 江汉石油钻头厂 西安飞机公司 昌河汽车厂
表1 并行工程在中国企业实施情况
典型产品 铁路货车
摩托车系列产品 摩托车 鼓风机 石油钻头
目
录
7.1并行工程的定义和基本特征 7.2并行工程的关键支持技术 7.3并行工程的发展概况 7.4并行工程的若干研究热点 7.5 我国并行工程的研究与国外研究的差距
7.1 并行工程的定义和基本特征
7.1.1 并行工程的定义
并行工程(CE＿＿ Concurrent Engineering)是集成地、 并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过 程）的系统方法和综合技术 。这种方法要求产品开发人 员在一开始就考虑产品整个生命周期 (从概念形成到产品 报废)中的所有因素，包括功能、制造、装配、作业调度、 质量、成本、维护与用户需求等等
并行工程
计算机网络 数据库
协同工作环境
重组设计过程
过程分析、改造 和建模
7.3 并行工程的发展概况
7.3.1 并行工程在国外的研究和应用情况
(1) 研究与初步实践阶段(1986年~1992年)
美国国防部支持的DICE计划 欧洲的ESPRITⅡ、ESPRIT Ⅲ计划 日本的IMS计划
(2) 企业应用阶段(1992年~1996年)
使能工具: CAX/DFX系列技术 X---生命周期中的的各种因素，如设计、 分析、工艺、制造、装配、维护等
CAX ---各种计算机辅助工具
最典型的有：CAD CAE CAPP
（计算机辅助设计） （计算机辅助工程分析） （计算机辅助工艺设计）
CAM CAFD
（计算机辅助制造) （计算机辅助工装系统设计）
集团有限公司
南京金城集团
海南新大洲摩托车厂 上海鼓风机厂 江汉石油钻头厂 西安飞机公司 昌河汽车厂
表1 并行工程在中国企业实施情况
典型产品 铁路货车
摩托车系列产品 摩托车 鼓风机 石油钻头
并行工程：介绍及应用
④ 技术集成：产品开发全过程中涉及的多学科知识以及各种技术、 方法的集成，形成集成的知识库、方法库。
BACK
四：并行工程实例分析
随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的 产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的 市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高 性能的飞机？资料分析表明，产品设计制造过程中存在着 巨大的发展潜力，节约开支的有效途径是减少更改、错误 和返工所带来的消耗。 一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计 制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占15％ 的费用，制造占85％的费用，任何在零件图纸交付前的设 计更改都能节约其后85％的生产费用。
三：并行工程的特点特性
并行特性 整体特性 协同特性 集成特性
并行特性
CE的最大特点是把时间上有先有后的作业过程转 变为同时考虑和尽可能同时（或并行）处理的过 程； 在产品的设计阶段就并行地考虑了产品整个产品 生命周期中的所有因素，研制周期将明显地缩短。 这样设计出来的产品不仅具有良好的性能，而且 易于制造、检验和维护。
并行工程发展趋势
我国关于并行工程的研究工作主要集中在高校中， 据不完全统计如下表所示：
单位名称 清华大学 华中理工大学 主要研究方向 面向CE的CAD/CAPP/CAM的集成研究、DFM等 并行设计的零件信息模型、面向CE的设备环境建模等
上海交通大学
北京航空航天大学 西安交通大学 西北工业大学 北京理工大学 天津大学
程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。这种
工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期 应避免的几个误解
不是通过简单的并行来缩短 产品开发周期, 而是通过过 CE是设计与制造的并行或同步 程分解、IPT成员之间的信 息和知识共享等方法, 打破 传统的专业壁垒, 增加设计 CE是设计活动的并发或并行 科学的管理思想和先进 活动间的协作, 从而获取更 技术的集成 高的效益
系统布置设计(SLP)及案例分享 ppt课件
C5
A8
车床
C5 AB11
钻床
B3
C5 A8
铣床
A8
ABC16
检验
A8
ABC16
包装
ABC16
成品
ppt课件
45
• 从－至表(From —To Chart)
产品及物流量从至表
至 从
原料
锯床
车床
钻床
铣床
检验
包装
成品
合计
原料
AC104
C108
212
锯床
C60
A288
343
车床
C80 AB264
344
钻床
6．面积相关图解
7．修正因素
方案X
方案Y
作业单位面 积相关图
8．实际条件限制
方案Z
成本、安全和 职工倾向等
寻优阶段
技术、费用及其 它因素评价
9．评价
选出的最佳布置 选择阶段
方案
系统布pp置t课设件 计工作思路
35
二、系统布置设计的基本要素
• 系统布置设计的基本要素
– P产品或材料或服务
– Q数量
– R生产路线(工艺过程)
• 加工过程 ——这是所选择布置类型的主要约束条
件 • 空间利用
——布置总是约束在建筑物内的实际范围内。
ppt课件
30
三、设施布置决策依据
• 生产能力
最理想的布置应能适应环境 的变化
——当公司目标、用户需求、加工过 程和空间有效利用率确定后，便可估算
所需的生产能力和重新布置后所获得的
生产能力。
ppt课件
ppt课件
7
二、设施规划与设计的研究范围
第3章机械设计及现代设计方法(上课课件)
26
4、可靠性设计
可靠性设计——以概率论和数理统计为基础
，为保证产品可靠采用的一系列分析与设计技术
机械产品的可靠性设计分为：
1、方案论证阶段：可靠性指标 2、审批阶段：可靠性的评价 3、设计研制阶段：可靠性预测、分配和故障模式 4、生产及试验阶段：规范生产、进行寿命试验等 5、使用阶段：收集可靠性数据
➢形象思维与抽象思维： 形象思维：人脑对客观事物或现象的外在特点和
具体形象的反映活动。
抽象思维：凭借概念、判断、推理而进行的反映
客观现实的思维活动。
39
3.3.2 创新思维
➢发散思维和收敛思维：
发散思维：一种求出多种答案的思维形式。 收敛思维：一种寻求某种正确答案的思维形式。 在创造活动中，光有发散思维的活动并不能使问 题获得有效的解决，所以发散思维之后尚需进行 收敛思维。 这两种思维的有效结合组成了创造活动的一个循 环过程。
10
3.2 现代设计方法
3.2.2 传统设计与现代设计
传统设计
以生产经验为基础，运用经验、公式、图表、设 计手册等，着眼于产品的功能和技术规范，通过 经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。
传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手 工方式来完成的：
方案设计
11
3.2 现代设计方法
分析计算 信息处理、经验或知识的存储和重复使用没有一 个理想有效的方法 传统设计是以静态分析、近似计算、经验设计、 手工劳动为特征的设计方法。
1、产品的质量、性能、成本等在很大程度 上取决于设计的水平与质量。
2、统计资料表明：机械产品的质量事故约 有50%是由于设计不当造成的，产品成 本的70%-90%是由设计阶段决定的。
5
3.1.2 设计的类型
4、可靠性设计
可靠性设计——以概率论和数理统计为基础
，为保证产品可靠采用的一系列分析与设计技术
机械产品的可靠性设计分为：
1、方案论证阶段：可靠性指标 2、审批阶段：可靠性的评价 3、设计研制阶段：可靠性预测、分配和故障模式 4、生产及试验阶段：规范生产、进行寿命试验等 5、使用阶段：收集可靠性数据
➢形象思维与抽象思维： 形象思维：人脑对客观事物或现象的外在特点和
具体形象的反映活动。
抽象思维：凭借概念、判断、推理而进行的反映
客观现实的思维活动。
39
3.3.2 创新思维
➢发散思维和收敛思维：
发散思维：一种求出多种答案的思维形式。 收敛思维：一种寻求某种正确答案的思维形式。 在创造活动中，光有发散思维的活动并不能使问 题获得有效的解决，所以发散思维之后尚需进行 收敛思维。 这两种思维的有效结合组成了创造活动的一个循 环过程。
10
3.2 现代设计方法
3.2.2 传统设计与现代设计
传统设计
以生产经验为基础，运用经验、公式、图表、设 计手册等，着眼于产品的功能和技术规范，通过 经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。
传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手 工方式来完成的：
方案设计
11
3.2 现代设计方法
分析计算 信息处理、经验或知识的存储和重复使用没有一 个理想有效的方法 传统设计是以静态分析、近似计算、经验设计、 手工劳动为特征的设计方法。
1、产品的质量、性能、成本等在很大程度 上取决于设计的水平与质量。
2、统计资料表明：机械产品的质量事故约 有50%是由于设计不当造成的，产品成 本的70%-90%是由设计阶段决定的。
5
3.1.2 设计的类型
并联机床(共10张PPT)
在多菱体的5个面上安装有滚珠丝杆的支点，5根丝杠的另一端通过铰链与主轴部件的5个可转动同心外环连接，滚珠丝杆由伺服电动机驱动，改 变滚珠丝杆两端支点间的距离，即可使主轴部件处于不同工作位置。 按笛卡尔坐标控制沿3个轴线的移动和绕2个轴线的转动 传统数控机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移动 X、Y、Z 和绕3个坐标轴线转动 A、B、C的控制依次串联叠加，形成所需的刀具运动轨迹
六杆并联机床
介绍一种结构新颖、高速加工用的并联运动机床。 它采用5杆并联机构和5环驱动的主轴部件，在并联运动 机构理论上有所突破，从而实现主轴部件的偏转角大于 90º，能够真正实现5轴联动、5面加工。
创新在于：首次采用5杆并联机构和5环驱动的主 轴部件，在并于90º，能够真正进行5面加工。
伺服电动机 万向铰链
环形铰链
主轴部件
滚珠丝杠
崭新的5杆配置使机床具有以下特点：
介绍一种结构1新)颖机、高床速加运工用动的并部联件运动的机床质。 量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很 高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 一次装夹，完成5面、5轴联动加工曲面的例子（汽车模型外形）如图所示。
2) 采用封闭框架结构和对称配置，使机床工作时产生的力 。
传统数控机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移动 X、Y、Z 和绕3个坐标轴线转动 A、B、C的控制依次串联叠加，形成所需的刀具运动轨迹
尽可能相互抵消，从而保证机床的高动态性能。 。
1) 机床运动部件的质量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 按笛卡尔坐标控制沿3个轴线的移动和绕2个轴线的转动 六轴联动的并联机床有六个自由度，可用于加工具有负杂曲面的零件。 并联机床（虚拟轴机床）：有六根驱动杆并行连接在固定平台和活动平台之间，每根杆的两端均采用球面支撑，刀具装在活动平台上。
六杆并联机床
介绍一种结构新颖、高速加工用的并联运动机床。 它采用5杆并联机构和5环驱动的主轴部件，在并联运动 机构理论上有所突破，从而实现主轴部件的偏转角大于 90º，能够真正实现5轴联动、5面加工。
创新在于：首次采用5杆并联机构和5环驱动的主 轴部件，在并于90º，能够真正进行5面加工。
伺服电动机 万向铰链
环形铰链
主轴部件
滚珠丝杠
崭新的5杆配置使机床具有以下特点：
介绍一种结构1新)颖机、高床速加运工用动的并部联件运动的机床质。 量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很 高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 一次装夹，完成5面、5轴联动加工曲面的例子（汽车模型外形）如图所示。
2) 采用封闭框架结构和对称配置，使机床工作时产生的力 。
传统数控机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移动 X、Y、Z 和绕3个坐标轴线转动 A、B、C的控制依次串联叠加，形成所需的刀具运动轨迹
尽可能相互抵消，从而保证机床的高动态性能。 。
1) 机床运动部件的质量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 按笛卡尔坐标控制沿3个轴线的移动和绕2个轴线的转动 六轴联动的并联机床有六个自由度，可用于加工具有负杂曲面的零件。 并联机床（虚拟轴机床）：有六根驱动杆并行连接在固定平台和活动平台之间，每根杆的两端均采用球面支撑，刀具装在活动平台上。