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

1、當(dāng)今世界，科技進(jìn)步日新月異，市場競爭日趨激烈。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)處在一個動態(tài)多變的市場與生產(chǎn)環(huán)境中，設(shè)計創(chuàng)新勢在必行。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，隨著設(shè)計因素的變化和設(shè)計深度的增加，產(chǎn)品過程模型及關(guān)聯(lián)知識在復(fù)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(shè)計過程中的知識大量流失，為此，提出了面向變異設(shè)計的移植單元檢索與融合過程進(jìn)化技術(shù)。將設(shè)計因素變化的設(shè)

2、計定義為變異設(shè)計，根據(jù)設(shè)計對象、設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計尺度的變化將變異設(shè)計分為三類：結(jié)構(gòu)變異設(shè)計、目標(biāo)變異設(shè)計和尺度變異設(shè)計。通過構(gòu)建三維模型的檢索索引，快速定位相似模型，實現(xiàn)面向結(jié)構(gòu)變異設(shè)計的移植單元檢索。通過融合貫穿設(shè)計過程的資源、規(guī)則、知識等因素，使設(shè)計朝更優(yōu)的方向發(fā)展，實現(xiàn)融合過程進(jìn)化。變異設(shè)計中的進(jìn)化技術(shù)，在設(shè)計因素變化和設(shè)計深度增加中推進(jìn)設(shè)計正向演化，顯著提高設(shè)計效率和質(zhì)量，體現(xiàn)了當(dāng)代設(shè)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(shè)計片段重用；融合過程的時變知識獲取；復(fù)雜多目標(biāo)的表達(dá)與求解；微米尺度的產(chǎn)品設(shè)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(shù)，實現(xiàn)了以節(jié)點資源重用為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計；發(fā)展了貫穿過程的設(shè)計建模與重用技術(shù)，實現(xiàn)了以過程片段重用為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計；發(fā)展了融合過程的知識獲取及其主動導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)了以時變知識融合為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計；發(fā)展了面向目標(biāo)變異的空間機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了以復(fù)雜

4、多目標(biāo)的表達(dá)與智能計算為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計；發(fā)展了面向尺度變異的微米產(chǎn)品柔性設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了微觀尺度中以柔性設(shè)計流為顯著特征的進(jìn)化設(shè)計。
　　 本文的組織結(jié)構(gòu)為：
　　 第一章，闡述了面向變異設(shè)計的移植單元檢索與融合過程進(jìn)化技術(shù)，綜述了國內(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)計研究的不足，介紹了研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)。
　　 第二章，提出并實現(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(jié)構(gòu)檢索。
　　 第三章，提出并實現(xiàn)了面向結(jié)構(gòu)變異的產(chǎn)品設(shè)計過程重用技術(shù)。發(fā)展了基于關(guān)聯(lián)與回溯的產(chǎn)品變異設(shè)計過程重用方法，該方法將設(shè)計重用對象由靜態(tài)的孤立設(shè)計節(jié)點拓展到動態(tài)的連續(xù)的設(shè)計過程。
　　 第四章，提出并實現(xiàn)了面向結(jié)構(gòu)變異的時變知識獲取與主動導(dǎo)航技術(shù)。發(fā)展了融合產(chǎn)品變異設(shè)計過程的知識顆粒獲取與主動導(dǎo)航

6、方法，該方法將動態(tài)導(dǎo)航的決策依據(jù)由靜態(tài)的孤立設(shè)計狀態(tài)拓展到動態(tài)的連續(xù)設(shè)計過程，可更柔性地適應(yīng)于不同的設(shè)計者和結(jié)構(gòu)變異設(shè)計的不同階段。
　　 第五章，提出并實現(xiàn)了面向目標(biāo)變異的操作臂運動學(xué)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。發(fā)展了面向可辨軌跡的操作臂運動學(xué)優(yōu)化設(shè)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(xué)的多目標(biāo)設(shè)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(shè)計技術(shù)。發(fā)展了基于Petri網(wǎng)的MEMS柔性設(shè)計建模方法，該方