復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機集成分析建模方法研究.pdf

1、數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，促進了從傳統(tǒng)的“基于經(jīng)驗和試制試驗驅(qū)動設(shè)計”的開發(fā)手段向“基于組織知識和分析驅(qū)動設(shè)計”的研發(fā)體系轉(zhuǎn)變，集成化、智能化、參數(shù)化是數(shù)字樣機技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。復(fù)雜產(chǎn)品多學(xué)科分析、協(xié)同優(yōu)化、生命周期多階段性能分析，以及設(shè)計過程中基于知識組織、管理及重用等問題，對設(shè)計理論方法、集成分析建模方法提出了新的要求。本文針對上述問題，開展了研究與探索，研究內(nèi)容和成果主要體現(xiàn)在以下幾方面。 1.提出了基于數(shù)字樣機的復(fù)雜產(chǎn)品集

2、成分析方法體系，對集成分析方法基本概念、技術(shù)框架、信息模型和形式化表示進行了多角度研究，研究了以數(shù)字樣機建模方法、構(gòu)件化分析、多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化和多階段性能分析為核心的綜合分析方法，建立了實現(xiàn)多層次多學(xué)科多階段的分析過程的信息、知識以及過程表示的基礎(chǔ)理論。 2.研究分析了本體論關(guān)于知識組織與管理的特點，通過對本體類、屬性和關(guān)系等要素定義，構(gòu)建了集成分析方法本體模型框架，提出了基于本體的數(shù)字樣機建模方法，為集成分析的實現(xiàn)奠定了知識表示

3、、組織與重用等實現(xiàn)方法的基礎(chǔ)。 3.提出了以參數(shù)驅(qū)動為特征、可重用的構(gòu)件化分析方法。以分析元作為分析知識、模型和信息等相關(guān)內(nèi)容的基本組織方式，以分析樹作為分析元層次結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系的組織方式，對構(gòu)件化分析的基本機制、實現(xiàn)過程、關(guān)鍵技術(shù)和任務(wù)規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容進行研究，形成了復(fù)雜產(chǎn)品分析過程參數(shù)化驅(qū)動模型和過程規(guī)劃的理論方法。 4.研究并提出了構(gòu)件化分析與多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化建模的映射方法。該方法以分析元作為優(yōu)化的基本單元，復(fù)雜產(chǎn)品多學(xué)

4、科多層次分析元的性能目標(biāo)作為優(yōu)化約束，有效集成和利用各領(lǐng)域成熟的分析軟件，建立分析元優(yōu)化、領(lǐng)域優(yōu)化和產(chǎn)品優(yōu)化的多層次優(yōu)化模型，實現(xiàn)各領(lǐng)域、各層次對信息和資源的共享，為協(xié)調(diào)處理各種耦合和沖突，實現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計提供了模型映射方法。 5.研究面向產(chǎn)品生命周期多階段的性能分析問題，并建立構(gòu)件化分析與多階段分析建模的映射方法。分析產(chǎn)品生命周期多階段數(shù)字樣機演化規(guī)律，將其分解為分析元的構(gòu)成要素變化，建立描述產(chǎn)品全生命周期各類信息的產(chǎn)

5、品模型組織方法。通過分析元的演化和重構(gòu)，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期多階段性能的分析與評估。本文著重研究水電機組主軸設(shè)計數(shù)字樣機向加工數(shù)字樣機的建模與實現(xiàn)過程，二者分析結(jié)果的差異性證明了多階段性能分析的必要性。 在以上基本理論的研究基礎(chǔ)上，本文以水電機組作為復(fù)雜產(chǎn)品的具體結(jié)合對象，構(gòu)建其典型產(chǎn)品的分析樹和分析元，實現(xiàn)分析任務(wù)規(guī)劃、構(gòu)件化分析、多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化和多階段性能分析等方法在水電機組設(shè)計開發(fā)中的應(yīng)用，充分驗證集成分析建模方法在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)