自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)框架和方法研究.pdf

1、復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有兩個(gè)重要特點(diǎn)，一是采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式，另一個(gè)是多人參與、協(xié)同完成。然而，目前CAD系統(tǒng)仍難以支持自頂向下、多人協(xié)同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。鑒于多人協(xié)同的產(chǎn)品自頂向下設(shè)計(jì)的高度復(fù)雜性，作為研究的第一步，我們將當(dāng)前工作集中在概念設(shè)計(jì)完成之后的協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)，即一組設(shè)計(jì)者根據(jù)概念設(shè)計(jì)結(jié)果，協(xié)同地、由抽象到具體地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
　　 論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.提出一個(gè)自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)框架。我們將

2、自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程分成布局設(shè)計(jì)、協(xié)同骨架設(shè)計(jì)、協(xié)同詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)設(shè)計(jì)階段，并基于該設(shè)計(jì)過程的需求，設(shè)計(jì)了自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的六個(gè)主要功能：基于符號(hào)的布局設(shè)計(jì)，耦合結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)同計(jì)算，協(xié)同裝配建模，協(xié)同特征建模，基于Agent的變動(dòng)傳播，基于多媒體會(huì)議的協(xié)商交流。
　　 2.提出一個(gè)支持自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多層次分布式裝配模型。該裝配模型總體上分為布局裝配模型、骨架裝配模型、詳細(xì)裝配模型三個(gè)主要層次，以支持自頂向下產(chǎn)品設(shè)計(jì)；

3、采用在服務(wù)器和客戶端的復(fù)制式分布表示，以支持分布式協(xié)同設(shè)計(jì)。在分布式表示中，服務(wù)器端為完整的產(chǎn)品裝配模型，客戶端裝配模型基于協(xié)同設(shè)計(jì)需要?jiǎng)討B(tài)裝載，具體包括設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的子裝配或者零部件的模型信息，以及和其具有裝配關(guān)系的其他設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的子裝配和零部件信息。為支持裝配模型對(duì)象在各個(gè)站點(diǎn)的一致，采用了局部ID和全局ID的對(duì)象命名機(jī)制。
　　 3.提出一種支持自項(xiàng)向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)中耦合結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)同計(jì)算的方法。該方法基于模糊理論表示

4、設(shè)計(jì)早期階段的模糊設(shè)計(jì)參數(shù)，通過效用函數(shù)表示設(shè)計(jì)者基于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的設(shè)計(jì)參數(shù)不同數(shù)值的優(yōu)先程度，由設(shè)計(jì)者協(xié)同建立以效用為目標(biāo)的優(yōu)化模型，并通過改進(jìn)的遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解。
　　 4.提出自項(xiàng)向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)中基于Agent(智能體)的變動(dòng)傳播方法。通過服務(wù)器和客戶端Agent之間的協(xié)作，動(dòng)態(tài)監(jiān)控協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中各個(gè)站點(diǎn)對(duì)裝配模型的變動(dòng)修改，然后由服務(wù)器端Agent基于特征變動(dòng)、裝配約束變動(dòng)、工程約束變動(dòng)的推理以及層次變動(dòng)推理，確定

5、裝配模型對(duì)象的變動(dòng)以及分布，最后以命令的方式更新所有相關(guān)站點(diǎn)的裝配模型，保證變動(dòng)操作后分布式裝配模型的一致性。
　　 5.基于上述理論方法實(shí)現(xiàn)了支持自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原型系統(tǒng)CTDAD。該系統(tǒng)采用復(fù)制式服務(wù)器-客戶端體系結(jié)構(gòu)，核心功能模塊包括布局設(shè)計(jì)、耦合結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)同計(jì)算、特征造型器、裝配建模、變動(dòng)傳播Agent、ID管理、協(xié)商管理等。使用該系統(tǒng)，完成了一個(gè)液壓式機(jī)械手的自頂向下協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)，對(duì)本文所提出的框架與方法進(jìn)行了驗(yàn)