质量源于设计,在产品设计阶段,设计质量特性作为产品架构的核心,对其进行有效管理和控制是产品设计质量保证的关键。起重机属于重型机械,其设计质量特性具有多元性且设计质量特性间的关联关系错综复杂,受设计人员自身经验的限制易造成设计失误,使得起重机具有很大的安全隐患。因此,基于起重机产品设计质量特性间的关联关系,通过数字化设计技术完成起重机产品设计质量特性关联传播和控制是当前亟待解决的问题。通过查阅相关文献,本文首先对国内外设计质量特性关联设计方法进行了深入学习与分析;然后,以桥式起重机产品设计质量特性解析和信息组织模型构建为基础,从关键设计质量特性排序、设计质量特性关联建模、设计质量特性波动溯源和设计质量特性波动控制四方面进行了相关基础研究;最后,以上述研究结论为基础,开发了起重机产品设计质量特性关联传播和控制系统,实现了以产品设计为出发点的起重机质量保证。本文的主要研究内容如下:提出了起重机设计质量特性关联传播和控制技术研究的总体框架。首先,对起重机设计质量特性进行解析和分类;对起重机故障和设计领域所表达的设计质量特性信息进行了有效的组织和归纳,为后续关键技术的研究提供基础信息;然后,解析了起重机基础信息和后续关键技术的连贯性和逻辑性,制定了起重机设计质量特性关联传播和控制研究的总体流程。提出了基于故障反馈的起重机关键设计质量特性逆向推理技术。首先,从起重机故障反馈的角度出发,将故障、故障原因、关键设计质量特性作为逆向推理过程中的基本关联要素,分析“故障-故障原因-关键设计质量特性”不同层次之间的纵向关联和各要素同层次之间的横向关联,并基于多层网络模型构建方法,建立关键设计质量特性扩展关联模型;然后,基于该模型建立了关键设计质量特性影响广度和影响深度的量化表达模型与算法,通过复杂网络理论和失效模式及影响分析,实现起重机产品关键设计质量特性的量化排序。建立了起重机设计质量特性全局关联网络模型。首先,基于设计质量特性间的局部关联关系建立各相关设计质量特性间的局部关联矩阵;在此基础上,通过矩阵运算对各局部关联进行整合得到设计质量特性间的全局关联矩阵,该矩阵实现了对起重机设计规则和装配关系等不同领域的关联关系进行了统一表达;然后,通过矩阵和网络间的映射规则,建立了完整的、可追溯的起重机设计质量特性关联网络模型;该模型解决了由于设计质量特性种类繁多且设计质量特性间的关联关系错综复杂而难以分析等问题,为后续设计质量特性波动溯源和波动控制提供了模型。提出了基于关联网络的起重机设计质量特性波动追踪溯源技术。首先,建立了基于节点脆弱结构熵、节点传播结构熵和节点波动结构熵的节点波动度量化模型,以及基于设计规则和装配关系的内在关联约束性,建立了关联边的波动传播强度量化规则,以此为基础对不同关联传播形态的波动传播进行风险量化评估;然后,在上述研究的基础上,通过对“故障-故障原因-关键设计质量特性”多层网络进行分析,得到针对某一特定质量问题的象设计质量特性,对设计质量特性关联网络进行上游广度优先搜索,并进行设计质量特性波动诊断,得到源波动设计质量特性及其波动路径,对波动路径的波动传播风险进行量化分析即可得到最终溯源结果。提出了基于关联网络的起重机设计质量特性波动控制技术。首先,以设计质量特性波动传播的逻辑关系为指导,进行波动控制过程中的关联传播分析,制定相应设计质量特性波动控制方案搜索策略,得到可行控制方案;然后,综合效率最高优先策略、成本最低优先策略和耦合最小优先策略对各可行控制方案进行综合评估,确定针对起重机质量问题的最终波动控制方案。根据以上的研究内容,开发了起重机产品设计质量特性关联传播与控制系统。以Solid Works为运行平台,visual Studio为开发工具,C#为开发语言,Access为后台数据库,实现了设计质量特性的关联传播分析,并通过实例运行验证了本文研究方法的有效性。