面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、機(jī)床設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、快速原型制造等方面的復(fù)雜過(guò)程，如何快速、高質(zhì)量、低成本地設(shè)計(jì)并制造出機(jī)床產(chǎn)品成為本文研究的著眼點(diǎn)。異地設(shè)計(jì)、制造、管理與協(xié)同工作是未來(lái)機(jī)床制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，本文將協(xié)同設(shè)計(jì)引入機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，對(duì)面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，論文主要研究成果如下： 研究并建立了面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)。對(duì)機(jī)床協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析，得出機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)

2、計(jì)的新特點(diǎn)和功能要求，在此基礎(chǔ).提出了面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的層次結(jié)構(gòu)，該協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境主要由三個(gè)方面的內(nèi)容組成：對(duì)機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的支持、對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)單元組織和管理的支持、對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)單元間協(xié)同的支持。采用分布式為主，集中式為輔的方式，建立了面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)，并從不同的角度對(duì)該體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。 研究并實(shí)現(xiàn)了機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃與管理功能。采用按功能劃分和按結(jié)構(gòu)劃分相結(jié)合的方式對(duì)機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)

3、計(jì)的任務(wù)進(jìn)行分解。用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)矩陣對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行描述，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)矩陣遞歸實(shí)施獨(dú)立操作和定耦與歸一操作完成設(shè)計(jì)任務(wù)的規(guī)劃。研究影響任務(wù)分配的因素，將任務(wù)分配給合適的小組，并給每一子任務(wù)確定合適的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。提出了機(jī)床層次式遞歸化任務(wù)分解模型，并給出了任務(wù)管理的具體實(shí)現(xiàn)方式以及任務(wù)規(guī)劃功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程。 研究并建立了機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同約束模型。研究了機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)約束的分布性、動(dòng)態(tài)性和層次性等特點(diǎn)以及約束的分類(lèi)和表現(xiàn)

4、形式。從約束、約束集和約束層三個(gè)不同的層次研究機(jī)床產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)約束模型。將約束分為產(chǎn)品層、部件層、零件層和特征層四個(gè)層次，并研究了分層約束網(wǎng)絡(luò)之間的映射關(guān)系。研究約束網(wǎng)絡(luò)的一致性、有效性、完備性和全面性，在此基礎(chǔ)上研究約束模型的求解方法。將約束分為獨(dú)立約束和耦合約束，通過(guò)兩種約束的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的約束空間，并綜合利用約束傳播算法和區(qū)間求解算法對(duì)約束模型進(jìn)行求解。最后對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束進(jìn)行管理并提出了協(xié)同約束模型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程。 研

5、究并提出了基于深淺兩個(gè)層次的協(xié)同設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)沖突消解方法。淺層次的沖突消解利用求解多目標(biāo)決策問(wèn)題的優(yōu)化算法，在定性分析的基礎(chǔ)上綜合來(lái)自不同領(lǐng)域?qū)＜业囊庖?jiàn)，協(xié)同決策最佳方案，其實(shí)質(zhì)是從多個(gè)可行方案中找到符合各方設(shè)計(jì)人員要求的唯一優(yōu)化解。深層次的沖突消解策略研究基于對(duì)策論的目標(biāo)沖突協(xié)商方法，建立協(xié)同設(shè)計(jì)沖突協(xié)商模型，給出該模型的Nash協(xié)商解和基于滿(mǎn)意度的解，使沖突各方通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)屬性的取值進(jìn)行協(xié)商來(lái)消解沖突。 研究并實(shí)現(xiàn)了基于人工智能的

6、沖突消解工具。建立了集成化沖突消解模型，該模型從沖突全生命周期的角度對(duì)沖突的產(chǎn)生、檢測(cè)和消解進(jìn)行全面的管理。研究了基于約束網(wǎng)絡(luò)傳播來(lái)檢測(cè)沖突的方法，建立面向?qū)ο蟮臎_突知識(shí)表示形式并分析了沖突的關(guān)聯(lián)關(guān)系。研究了約束松弛、基于規(guī)則的推理、基于事例的推理和協(xié)商仲裁等沖突消解策略。最后給出了集成沖突消解過(guò)程的流程和沖突消解工具的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程。 在上述理論研究的基礎(chǔ)上，建立了面向機(jī)床產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的原型系統(tǒng)，通過(guò)典型實(shí)例機(jī)床部件床