面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、機床設(shè)計和制造是一個涉及產(chǎn)品設(shè)計、機械加工、快速原型制造等方面的復(fù)雜過程,如何快速、高質(zhì)量、低成本地設(shè)計并制造出機床產(chǎn)品成為本文研究的著眼點。異地設(shè)計、制造、管理與協(xié)同工作是未來機床制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此,本文將協(xié)同設(shè)計引入機床產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中,對面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境及其關(guān)鍵技術(shù)進行研究,論文主要研究成果如下: 研究并建立了面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)。對機床協(xié)同設(shè)計過程進行分析,得出機床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)

2、計的新特點和功能要求,在此基礎(chǔ).提出了面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境的層次結(jié)構(gòu),該協(xié)同設(shè)計環(huán)境主要由三個方面的內(nèi)容組成:對機床產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)活動的支持、對設(shè)計活動單元組織和管理的支持、對設(shè)計活動單元間協(xié)同的支持。采用分布式為主,集中式為輔的方式,建立了面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu),并從不同的角度對該體系結(jié)構(gòu)進行描述。 研究并實現(xiàn)了機床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計任務(wù)規(guī)劃與管理功能。采用按功能劃分和按結(jié)構(gòu)劃分相結(jié)合的方式對機床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)

3、計的任務(wù)進行分解。用結(jié)構(gòu)設(shè)計矩陣對機床設(shè)計過程進行描述,通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計矩陣遞歸實施獨立操作和定耦與歸一操作完成設(shè)計任務(wù)的規(guī)劃。研究影響任務(wù)分配的因素,將任務(wù)分配給合適的小組,并給每一子任務(wù)確定合適的開始時間和結(jié)束時間。提出了機床層次式遞歸化任務(wù)分解模型,并給出了任務(wù)管理的具體實現(xiàn)方式以及任務(wù)規(guī)劃功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)流程。 研究并建立了機床產(chǎn)品協(xié)同約束模型。研究了機床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計約束的分布性、動態(tài)性和層次性等特點以及約束的分類和表現(xiàn)

4、形式。從約束、約束集和約束層三個不同的層次研究機床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計約束模型。將約束分為產(chǎn)品層、部件層、零件層和特征層四個層次,并研究了分層約束網(wǎng)絡(luò)之間的映射關(guān)系。研究約束網(wǎng)絡(luò)的一致性、有效性、完備性和全面性,在此基礎(chǔ)上研究約束模型的求解方法。將約束分為獨立約束和耦合約束,通過兩種約束的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生動態(tài)的約束空間,并綜合利用約束傳播算法和區(qū)間求解算法對約束模型進行求解。最后對協(xié)同設(shè)計中的約束進行管理并提出了協(xié)同約束模型的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)流程。 研

5、究并提出了基于深淺兩個層次的協(xié)同設(shè)計數(shù)學(xué)沖突消解方法。淺層次的沖突消解利用求解多目標決策問題的優(yōu)化算法,在定性分析的基礎(chǔ)上綜合來自不同領(lǐng)域?qū)<业囊庖?,協(xié)同決策最佳方案,其實質(zhì)是從多個可行方案中找到符合各方設(shè)計人員要求的唯一優(yōu)化解。深層次的沖突消解策略研究基于對策論的目標沖突協(xié)商方法,建立協(xié)同設(shè)計沖突協(xié)商模型,給出該模型的Nash協(xié)商解和基于滿意度的解,使沖突各方通過對設(shè)計屬性的取值進行協(xié)商來消解沖突。 研究并實現(xiàn)了基于人工智能的

6、沖突消解工具。建立了集成化沖突消解模型,該模型從沖突全生命周期的角度對沖突的產(chǎn)生、檢測和消解進行全面的管理。研究了基于約束網(wǎng)絡(luò)傳播來檢測沖突的方法,建立面向?qū)ο蟮臎_突知識表示形式并分析了沖突的關(guān)聯(lián)關(guān)系。研究了約束松弛、基于規(guī)則的推理、基于事例的推理和協(xié)商仲裁等沖突消解策略。最后給出了集成沖突消解過程的流程和沖突消解工具的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)流程。 在上述理論研究的基礎(chǔ)上,建立了面向機床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計支持環(huán)境的原型系統(tǒng),通過典型實例機床部件床

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