敏捷化開發(fā)環(huán)境下產(chǎn)品裝配建模與可裝配性研究.pdf

1、本文將敏捷化產(chǎn)品開發(fā)與面向裝配的設(shè)計方法相結(jié)合，以大規(guī)模定制為核心指導(dǎo)，以面向產(chǎn)品族的裝配模型為中心，以系列化和可裝配性為兩個實現(xiàn)目標(biāo)，以敏捷化為最終表現(xiàn)形式，展開對敏捷化開發(fā)環(huán)境下產(chǎn)品裝配設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的研究，主要包括如下幾方面： 1)研究了面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品模塊劃分方法。針對現(xiàn)有產(chǎn)品模塊劃分方法的不足，提出并建立了兩類(面向創(chuàng)新設(shè)計、面向優(yōu)化調(diào)整及再設(shè)計)模塊劃分問題的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型(已知模糊相似矩陣及鄰接矩陣，求解最優(yōu)劃分矩

2、陣的問題)；在此基礎(chǔ)上考慮劃分對象之間的鄰接關(guān)系，以模塊內(nèi)聚合度和模塊間的分離度作為篩選條件構(gòu)造優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；然后根據(jù)劃分矩陣的特點因地制宜應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解，并設(shè)計了一種新穎的避免算法過早收斂的矩陣交叉方法。 2)研究了敏捷化開發(fā)環(huán)境下產(chǎn)品裝配建模方法。針對現(xiàn)有裝配模型難以有效支持產(chǎn)品概念設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計進(jìn)化全程的問題，以系列化和可裝配性為兩個實現(xiàn)目標(biāo)，提出并建立一種面向產(chǎn)品族的支持敏捷化開發(fā)的混合裝配模型(由

3、骨架模型、屬性模型、約束關(guān)系模型、層次結(jié)構(gòu)模型、參數(shù)化設(shè)計模型組成)。通過引入高層次的裝配骨架模型反映設(shè)計意圖并向下游傳播設(shè)計約束(至屬性模型)，實現(xiàn)自頂向下的設(shè)計方法；通過引入低層次的約束關(guān)系模型記錄零部件之間的各種裝配約束關(guān)系，為后續(xù)的序列規(guī)劃和可裝配性分析提供信息支持；通過引入?yún)?shù)化設(shè)計模型完成裝配體中各模塊的變型設(shè)計，實現(xiàn)知識的重用和再用。 3)研究了基于遺傳模擬退火算法的產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃方法。分析了傳統(tǒng)零件序列表示方法

4、的不足，提出了邊(接觸聯(lián)接關(guān)系)序列的表示方法，在此基礎(chǔ)上對邊序列的幾何可行性分析、邊序列的還原、零件可行直線裝配方向推理及邊序列的簡化進(jìn)行了研究。從便于高效自動篩選角度，研究了影響邊序列質(zhì)量的工藝因素，在此基礎(chǔ)上建立了邊序列的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用遺傳模擬退火算法進(jìn)行裝配序列的優(yōu)化求解。對于遺傳模擬退火算法參數(shù)多難確定的問題提出采用正交試驗(初步定位)與對比試驗(精確定位)相結(jié)合的方法進(jìn)行求解。 4)研究了基于熵權(quán)與模糊優(yōu)選的產(chǎn)品

5、可裝配性評價方法。分析了傳統(tǒng)產(chǎn)品可裝配性評價方法的不足，建立了由方案層、語義層、零件層、過程層四層組成的與產(chǎn)品設(shè)計過程并行進(jìn)行的逐步求精評價體系，在此基礎(chǔ)上引入熵的原理(確定各層指標(biāo)的客觀權(quán)重)、最小二乘法原理(確定各評價對象的優(yōu)良隸屬度)，利用綜合模糊評價方法展開對產(chǎn)品裝配設(shè)計各階段的可裝配性進(jìn)行評價，并實時反饋階段評價結(jié)果和改進(jìn)建議。 5)研究了敏捷化開發(fā)環(huán)境下產(chǎn)品裝配設(shè)計系統(tǒng)。從方法論、功能目標(biāo)、組織方式三方面進(jìn)行了系統(tǒng)的