基于知識的虛擬裝配序列規(guī)劃系統(tǒng)及其關鍵技術研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在并行工程中,利用計算機進行產品裝配規(guī)劃,推理確定裝配序列,確保產品真實裝配過程中裝配序列的可行性和最優(yōu)性,對進一步提高產品質量,降低產品成本,縮短產品生產周期具有重要意義。裝配序列的生成問題是裝配規(guī)劃研究的核心,是評價、優(yōu)化與選擇裝配序列的前提,是選擇裝配設備與夾具的依據,是實現裝配過程仿真的基礎。 在裝配序列的生成中,隨著裝配體中零件數量的增加,會引起計算上的“組合爆炸”問題,本文針對這一裝配序列生成的難點,提出一種解決復雜

2、裝配體裝配序列生成問題的方法;綜合知識系統(tǒng)、虛擬裝配和裝配序列推理等多種技術,構建了基于知識的虛擬裝配序列規(guī)劃系統(tǒng)(Knowledge-based Virtual Assembly Sequence Planning System,KVASPS)體系結構,并深入研究了KVASPS的實現方法和關鍵技術。本文主要研究工作如下: 1.為了克服基于知識、推理和虛擬裝配的裝配序列規(guī)劃方法各自在解決復雜裝配體裝配序列規(guī)劃問題的弊端,本文將基

3、于知識、推理和虛擬裝配的裝配序列規(guī)劃方法相結合,提出基于知識的虛擬裝配序列規(guī)劃方法。該方法結合了自動裝配序列規(guī)劃和虛擬裝配序列規(guī)劃的優(yōu)點,是解決復雜裝配體序列規(guī)劃求解問題的有效途徑。 2.為了保證復雜裝配體裝配序列的準確、高效生成,克服割集法在解決自動裝配序列規(guī)劃問題的弊端,提出了基于知識裝配序列生成和評價方法及初始模型擴充理論,構建了描述裝配語義關系的裝配模型,在此基礎上實現了高效的自動裝配序列規(guī)劃,采用分階段和分任務方法對裝

4、配序列規(guī)劃問題進行求解,最終簡化了自動裝配序列生成難度。 3.研究了基于實例和裝配復雜度的產品組件分類方法。通過子裝配體識別獲得穩(wěn)定的組件,構建了面向裝配序列規(guī)劃的實例模型,基于該模型設計了實例匹配算法;構建了有效的裝配復雜度計算的算法模型,根據組件的裝配體屬性、組件屬性和操作屬性,提出了有效的基于裝配復雜度分類算法。 4.提出并構建了適用于知識表示及知識獲取的虛擬裝配模型,在分析虛擬裝配環(huán)境中的裝配過程數據特征的基礎上

5、,提出虛擬裝配環(huán)境中的基于粗糙集的知識獲取方法,該方法結合了倉庫網格在不熟悉領域的情況下對問題領域評估的能力以及粗糙集在處理散亂數據上的優(yōu)點,有效地解決了虛擬裝配環(huán)境中知識獲取的難題,為實現KVASPS的智能性提供了技術基礎。 5.為了使虛擬裝配系統(tǒng)能夠對在其中進行沉浸式操作的用戶作出智能指導,構建了虛擬裝配智能導航界面模型,在構建生物神經網絡推理模型的基礎上,應用推理算法模型分別對具有靜態(tài)障礙物和動態(tài)障礙物裝配環(huán)境的路徑指導進

6、行仿真學習,證明了這種智能導航機制的有效性。 6.對如何構建可重用的裝配規(guī)劃領域集成知識系統(tǒng)進行了研究,提出了層次的本體知識建模方法,為解決裝配序列規(guī)劃和異構知識系統(tǒng)間知識重用問題提供了可能;定義了任務本體、方法本體、映射本體和領域本體,并對它們之間的關系和各自的功能進行了描述;研究了如何應用本體語言DAML+OIL描述裝配序列規(guī)劃領域本體,設計了基于本體的裝配序列規(guī)劃問題解決機制。 7.開發(fā)了基于知識的虛擬裝配序列規(guī)劃

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