[發明專利]一種高速列車轉向架模塊變更影響分析方法

在審

• 申請號: 201910385121.5
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN111914340A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 程賢福
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高速列車轉向架模塊變更影響分析方法，該方法首先確定主要零部件間的綜合關聯強度后，可構建產品設計初始設計結構矩陣，并將各個主要零部件進行模塊劃分，針對模塊劃分方案的進行模塊間的關聯及變更影響度分析；根據模塊劃分情況及模塊間的關聯及變更影響度，對模塊內的關聯影響及變更傳播情況進行分析。

技術領域

本發明涉及列車技術領域，特別涉及一種高速列車轉向架模塊變更影響分析方法。

背景技術

轉向架是高速列車的關鍵核心部件，擔當著列車運行、導向、承載、減振的任務，由構架、輪對、懸掛系統、牽引系統、傳動系統和制動系統組成，是一種典型的復雜機械產品。轉向架決定了高速列車的運行品質和安全可靠性。隨著人們旅行節奏的加快及對列車運行品質要求的提高，客戶需求多樣性將加強，高速列車需求的規模和多樣化勢必會不斷擴大，對高速列車的市場響應速度、經濟性和性能等多方面均提出了挑戰。為了適應快速變化市場需求，在轉向架設計階段不僅要性能最優為目標，更需要實現快速設計，增強知識重用率，提升開發設計效率，實現客戶多樣化需求。

模塊化設計是一種應對復雜機械產品的高效性、多樣性和適應性能力的有效途徑。產品模塊化設計技術，不僅能通過產品結構、設計過程的重組，配置一系列通用的零部件及子裝配體向客戶提供及時、滿意的多樣化產品，使產品在規格與成本、性能之間找到最佳平衡點，從而縮短產品開發時間，降低產品族的裝配和管理成。在模塊化產品設計中，模塊之間往往存在關聯關系，完全獨立的模塊是很少的。當有需求變更、環境變化、工藝改進或引入新技術等對產品進行變型設計時，會引起相關模塊的變更，從而導致產品設計的迭代，促使開發周期和成本增加。

發明內容

本發明目的是，為了提高高速列車轉向架模塊化設計效率，簡化設計過程，減少設計迭代，降低開發周期和成本，本發明提出一種高速列車轉向架模塊變更影響分析方法。

步驟1，對模塊間的關聯及變更影響度進行分析；

步驟2，對模塊內的關聯影響及變更傳播進行分析。

在步驟1中，確定高速列車轉向架內主要零部件間的綜合關聯強度后，可構建產品設計初始設計結構矩陣(design structure matrix，DSM)，并將“強關聯或耦合”的零部件聚類成同一個模塊，從而將DSM矩陣劃分為若干個模塊，對模塊間的關聯及變更影響度進行分析方法如下：

設某一高速列車轉向架包含n個主要零部件C_i(i＝1,2,…,n)，被劃分為N 個模塊，基于n×n階的DSM表達各零部件間的關聯關系。其中DSM中的主對角線元素表示零部件自身聯系，其他元素表示零部件間的綜合關聯關系。從設計變更傳播角度分析，模塊變更主要考慮的是某個零件的變化對其它零件的擾動影響程度。這種擾動影響程度可通過一個零部件的變更直接導致另一個關聯零部件重新設計的概率來表示。基于已劃分模塊的DSM基礎上，分析各零部件間的關聯依賴關系，確定一個零件的變更引起另一個零件變化的影響程度，即建立模塊的變更影響設計結構矩陣(記為C-DSM)。

以兩個模塊M₁和M₂之間的關聯影響關系為例，如圖1所示是該兩模塊的 C-DSM，圖中非對角線元素表示表示零部件間的關聯依賴關系。

M₁和M₂之間有兩個接口元素，其中M₁通過零件C₃影響M₂的零件C₅，而 M₂通過零件C₆影響M₁的零件C₂。M₁的變更會引起M₂的變化，同樣，M₂的變更會影響模塊M₁。其所對應的模塊及零件間的變更傳播路徑如圖2所示。