面向變異設(shè)計(jì)的移植單元檢索與融合過(guò)程進(jìn)化技術(shù).pdf

1、當(dāng)今世界，科技進(jìn)步日新月異，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。經(jīng)濟(jì)全球化步伐加快，產(chǎn)品的研發(fā)周期縮短，客戶需求日趨多元化，制造企業(yè)處在一個(gè)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)與生產(chǎn)環(huán)境中，設(shè)計(jì)創(chuàng)新勢(shì)在必行。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著設(shè)計(jì)因素的變化和設(shè)計(jì)深度的增加，產(chǎn)品過(guò)程模型及關(guān)聯(lián)知識(shí)在復(fù)雜度和數(shù)量上都急劇增長(zhǎng)，而此類時(shí)變資源卻難以在目前的CAD系統(tǒng)中得到重用和共享，造成隱含在設(shè)計(jì)過(guò)程中的知識(shí)大量流失，為此，提出了面向變異設(shè)計(jì)的移植單元檢索與融合過(guò)程進(jìn)化技術(shù)。將設(shè)計(jì)因素變化的設(shè)

2、計(jì)定義為變異設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象、設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)尺度的變化將變異設(shè)計(jì)分為三類：結(jié)構(gòu)變異設(shè)計(jì)、目標(biāo)變異設(shè)計(jì)和尺度變異設(shè)計(jì)。通過(guò)構(gòu)建三維模型的檢索索引，快速定位相似模型，實(shí)現(xiàn)面向結(jié)構(gòu)變異設(shè)計(jì)的移植單元檢索。通過(guò)融合貫穿設(shè)計(jì)過(guò)程的資源、規(guī)則、知識(shí)等因素，使設(shè)計(jì)朝更優(yōu)的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)融合過(guò)程進(jìn)化。變異設(shè)計(jì)中的進(jìn)化技術(shù)，在設(shè)計(jì)因素變化和設(shè)計(jì)深度增加中推進(jìn)設(shè)計(jì)正向演化，顯著提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，體現(xiàn)了當(dāng)代設(shè)計(jì)的高級(jí)需求。
　　 本文研究工作圍繞

3、五個(gè)方面展開(kāi)：三維模型形狀相似性檢索；貫穿過(guò)程的設(shè)計(jì)片段重用；融合過(guò)程的時(shí)變知識(shí)獲?。粡?fù)雜多目標(biāo)的表達(dá)與求解；微米尺度的產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模。取得五項(xiàng)創(chuàng)新：發(fā)展了三維模型形狀相似性檢索技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以節(jié)點(diǎn)資源重用為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計(jì)；發(fā)展了貫穿過(guò)程的設(shè)計(jì)建模與重用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以過(guò)程片段重用為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計(jì)；發(fā)展了融合過(guò)程的知識(shí)獲取及其主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以時(shí)變知識(shí)融合為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計(jì)；發(fā)展了面向目標(biāo)變異的空間機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以復(fù)雜

4、多目標(biāo)的表達(dá)與智能計(jì)算為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計(jì)；發(fā)展了面向尺度變異的微米產(chǎn)品柔性設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了微觀尺度中以柔性設(shè)計(jì)流為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計(jì)。
　　 本文的組織結(jié)構(gòu)為：
　　 第一章，闡述了面向變異設(shè)計(jì)的移植單元檢索與融合過(guò)程進(jìn)化技術(shù)，綜述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用的現(xiàn)狀，指出目前產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)研究的不足，介紹了研究?jī)?nèi)容和論文結(jié)構(gòu)。
　　 第二章，提出并實(shí)現(xiàn)了面向結(jié)構(gòu)變異的移植單元檢索技術(shù)。發(fā)展了基于形態(tài)分布圖與BP神經(jīng)網(wǎng)

5、絡(luò)的三維模型檢索方法，將現(xiàn)有的形狀線性索引拓展到具有更強(qiáng)描述能力的非線性索引，實(shí)現(xiàn)了基于遞歸分割的機(jī)械零件三維形狀結(jié)構(gòu)檢索。
　　 第三章，提出并實(shí)現(xiàn)了面向結(jié)構(gòu)變異的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程重用技術(shù)。發(fā)展了基于關(guān)聯(lián)與回溯的產(chǎn)品變異設(shè)計(jì)過(guò)程重用方法，該方法將設(shè)計(jì)重用對(duì)象由靜態(tài)的孤立設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)拓展到動(dòng)態(tài)的連續(xù)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　 第四章，提出并實(shí)現(xiàn)了面向結(jié)構(gòu)變異的時(shí)變知識(shí)獲取與主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)。發(fā)展了融合產(chǎn)品變異設(shè)計(jì)過(guò)程的知識(shí)顆粒獲取與主動(dòng)導(dǎo)航

6、方法，該方法將動(dòng)態(tài)導(dǎo)航的決策依據(jù)由靜態(tài)的孤立設(shè)計(jì)狀態(tài)拓展到動(dòng)態(tài)的連續(xù)設(shè)計(jì)過(guò)程，可更柔性地適應(yīng)于不同的設(shè)計(jì)者和結(jié)構(gòu)變異設(shè)計(jì)的不同階段。
　　 第五章，提出并實(shí)現(xiàn)了面向目標(biāo)變異的操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。發(fā)展了面向可辨軌跡的操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，將現(xiàn)有基于軌跡的尺寸綜合拓展到基于軌跡和運(yùn)動(dòng)學(xué)的多目標(biāo)設(shè)計(jì)。
　　 第六章，提出并實(shí)現(xiàn)了面向尺度變異的微米產(chǎn)品柔性設(shè)計(jì)技術(shù)。發(fā)展了基于Petri網(wǎng)的MEMS柔性設(shè)計(jì)建模方法，該方