面向變異設計的移植單元檢索與融合過程進化技術.pdf

1、當今世界，科技進步日新月異，市場競爭日趨激烈。經(jīng)濟全球化步伐加快，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)處在一個動態(tài)多變的市場與生產(chǎn)環(huán)境中，設計創(chuàng)新勢在必行。在產(chǎn)品設計過程中，隨著設計因素的變化和設計深度的增加，產(chǎn)品過程模型及關聯(lián)知識在復雜度和數(shù)量上都急劇增長，而此類時變資源卻難以在目前的CAD系統(tǒng)中得到重用和共享，造成隱含在設計過程中的知識大量流失，為此，提出了面向變異設計的移植單元檢索與融合過程進化技術。將設計因素變化的設

2、計定義為變異設計，根據(jù)設計對象、設計目標和設計尺度的變化將變異設計分為三類：結構變異設計、目標變異設計和尺度變異設計。通過構建三維模型的檢索索引，快速定位相似模型，實現(xiàn)面向結構變異設計的移植單元檢索。通過融合貫穿設計過程的資源、規(guī)則、知識等因素，使設計朝更優(yōu)的方向發(fā)展，實現(xiàn)融合過程進化。變異設計中的進化技術，在設計因素變化和設計深度增加中推進設計正向演化，顯著提高設計效率和質量，體現(xiàn)了當代設計的高級需求。
　　 本文研究工作圍繞

3、五個方面展開：三維模型形狀相似性檢索；貫穿過程的設計片段重用；融合過程的時變知識獲??；復雜多目標的表達與求解；微米尺度的產(chǎn)品設計建模。取得五項創(chuàng)新：發(fā)展了三維模型形狀相似性檢索技術，實現(xiàn)了以節(jié)點資源重用為顯著特征的進化設計；發(fā)展了貫穿過程的設計建模與重用技術，實現(xiàn)了以過程片段重用為顯著特征的進化設計；發(fā)展了融合過程的知識獲取及其主動導航技術，實現(xiàn)了以時變知識融合為顯著特征的進化設計；發(fā)展了面向目標變異的空間機構優(yōu)化設計技術，實現(xiàn)了以復雜

4、多目標的表達與智能計算為顯著特征的進化設計；發(fā)展了面向尺度變異的微米產(chǎn)品柔性設計技術，實現(xiàn)了微觀尺度中以柔性設計流為顯著特征的進化設計。
　　 本文的組織結構為：
　　 第一章，闡述了面向變異設計的移植單元檢索與融合過程進化技術，綜述了國內外相關研究及應用的現(xiàn)狀，指出目前產(chǎn)品數(shù)字化設計研究的不足，介紹了研究內容和論文結構。
　　 第二章，提出并實現(xiàn)了面向結構變異的移植單元檢索技術。發(fā)展了基于形態(tài)分布圖與BP神經(jīng)網(wǎng)

5、絡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描述能力的非線性索引，實現(xiàn)了基于遞歸分割的機械零件三維形狀結構檢索。
　　 第三章，提出并實現(xiàn)了面向結構變異的產(chǎn)品設計過程重用技術。發(fā)展了基于關聯(lián)與回溯的產(chǎn)品變異設計過程重用方法，該方法將設計重用對象由靜態(tài)的孤立設計節(jié)點拓展到動態(tài)的連續(xù)的設計過程。
　　 第四章，提出并實現(xiàn)了面向結構變異的時變知識獲取與主動導航技術。發(fā)展了融合產(chǎn)品變異設計過程的知識顆粒獲取與主動導航

6、方法，該方法將動態(tài)導航的決策依據(jù)由靜態(tài)的孤立設計狀態(tài)拓展到動態(tài)的連續(xù)設計過程，可更柔性地適應于不同的設計者和結構變異設計的不同階段。
　　 第五章，提出并實現(xiàn)了面向目標變異的操作臂運動學優(yōu)化設計技術。發(fā)展了面向可辨軌跡的操作臂運動學優(yōu)化設計方法，將現(xiàn)有基于軌跡的尺寸綜合拓展到基于軌跡和運動學的多目標設計。
　　 第六章，提出并實現(xiàn)了面向尺度變異的微米產(chǎn)品柔性設計技術。發(fā)展了基于Petri網(wǎng)的MEMS柔性設計建模方法，該方