基于人工神经网络的制造执行系统软件构件库构件提取方法研究

为了提高从软件构件库中搜索构件的速度和准确率，利用误差反向传播神经网络(BP网络)研究了构件的搜索问题。针对制造执行系统软件构件的特点，提出一个基于刻面的制造执行系统软件构件表示模型。在此基础上，建立了在构件刻面空间和构件标识之间进行匹配的BP网络模型，并详细研究了该BP网络模型的结构、算法、输入／输出参数处理等问题。最后，通过一个构件库原型系统进行了验证。     

基于并行计算的杆长和惯性参数可变的平面闭链机构动力学解析模型

基于凯恩动力学方程和数字一符号方法,提出基于构件子模型和并行计算建立杆长和惯性参数可变的平面闭链机构动力学解析模型的方法,并对驱动构件杆长和质量变化对驱动力/力矩的影响进行研究.采用封闭矢量法对平面闭链机构进行运动分析,得到各构件的速度和加速度表达式;将独立广义坐标以及杆长和惯性参数作为符号量,其余参数处理为数字量,离线生成各动力学子模型矩阵元素的实时代码,然后由叠加得到机构总的驱动力/力矩.针对各构件的子动力学模型,提出一种基于子模型动力学并行算法的实时代码优化方法.由于动力学模型的离线建立和优化以及采用并行计算结构,简化了机构的动力学模型,大大减少了在线计算时间,从而为机构的实时控制提供了有利条件.给出的动力学仿真实例证明了此方法的有效性.     

基于并行计算的平面可调五杆机构动力学解析模型与仿真

基于凯恩动力学方程、数字-符号方法和并行计算建立了杆长和惯性参数可变平面可调五杆机构的动力学解析模型,并对驱动构件质量和杆长对驱动力/力矩的影响进行了仿真分析。将动力学模型的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解机构驱动力矩的问题,并将广义坐标以及驱动构件杆长和惯性参数作为符号量,导出了模型矩阵元素数字-符号表达式。     

基于领域业务模型的可重用构件设计方法

为获取具有较高重用度的业务构件，提出了一个基于领域业务模型的可重用构件设计方法。通过对现有业务模型的分析，提出了一个面向构件化分析的领域业务模型，描述了组成模型的业务元素，以及元素之间的关系。通过分析该模型中表达相同业务需求的特征，给出了等价特征集的划分算法和基于业务元素关系图的构件识别算法。在构件的识别过程中，给出了计算多个业务元素之间相似度的公式和测量业务构件粒度的方法。最后，开发了可重用业务构件提取工具，以帮助软件设计人员从领域业务模型中获取高质量的可重用业务构件。     

面向可变功能的机械产品变形设计研究

可变功能机械产品通过更换部分系统构件,可以获得不同的功能.对面向可变功能的机械产品变形设计进行了研究,通过结构变形即可实现不同的功能.在研究中,从机械产品概念设计的角度出发,对不同机械产品间的功能和结构相似度进行分析,基于此将结构划分为三种类型.针对不同类型结构间的变形,进行变更设计,获得能够满足可变功能要求的结构体.由此提出可变功能机械产品的结构-视图模型,对相关结构进行重组,并确定结构体之间的相互关系,最终获得基于结构变形的具有可变功能的机械产品.通过对可变功能无人机进行实例分析,验证所提出的面向可变功能的机械产品变形设计的可行性.     

基于事物特性表的产品配置模型

在通用BOM的基础上引入事物特性表,将类和特性的思想相结合建立产品配置模型。模型中的零部件被抽象为构件类,构件类中封装一个事物特性表对象属性,事物特性表中定义了构件类的各种特性。零部件之间的相互关系转化为构件类的事物特性表的特性之间的约束、关联关系及参数传递。该产品配置模型能使产品设计方法与软件实现有机结合,便于产品配置软件系统和开发应用。     

机电产品基于共享构件识别和接口求解的可变 功能再设计*

设计开发具有可变功能的机电产品有着重要的实用价值。目前针对这类产品的设计方法研究还相对较少。在分析机电产品行为过程特性的基础上,将行为过程划分为基础行为过程和目的行为过程,指出基础行为过程的相似性是机电产品面向可变功能再设计的前提,相似程度越高,进行可变功能再设计的可行性也就越高。由产品的相同或相似基础行为过程映射得到相应结构体,提出了一种量化结构相似性的方法。通过筛选最大相似性构件,可以识别共享构件,并确定所要设计开发的目标产品。认为共享构件与非共享构件之间的接口问题是再设计的一个核心问题,提出了接口求解的两个准则及两类求解方法。最后,通过基于电动碎冰机与电动切菜机的可变功能再设计的案例,验证了上述方法的可行性。     

可变功能机械非均衡功能使用构件重要度分析

针对现有的可变功能机械产品在特定的消费群体中功能使用不均衡的现象,提出了功能使用度的概念和量化方法,总结了三种功能使用类型及特点.通过分析三种类型,提出功能利用率的概念和计算方法。在此基础上,结合可变功能机械功能与构件的关联矩阵,提出了一种在考虑功能使用度情况下的构件重要度的描述及其优化方法,最后通过对多功能组合钳的实例分析,证明了该方法的可行性。     

一种面向构件的访问控制模型及访问控制框架研究

针对面向构件的软件体系结构设计方法在相关领域的应用，提出了一种面向构件的访问控制模型和框架：采用比较成熟的角色模型作为基础，把角色分为基本角色、功能角色、任务角色，并按不同角色所具备的特征建立一种角色构件和一种访问控制的配置文件；然后通过角色构件和配置文件把权限分派到其他构件和相应的业务逻辑中，完成数据访问控制，最后还给出了角色构件与其他构件模式的关系。     

一种变型组合机构分析

高压负荷开关操纵机构是一种运动过程中机架可变的组合机构,本文讨论了机构的变型及运动过程,以移动构件为等效构件建立等效动力模型,分析机构的真实运动,探讨相关参数对机构运动的影响,给出了计算实例。     

面向多级用户支持的决策模型层次描述框架

为支持参与决策问题求解和决策支持系统构造过程的不同层次用户,提出了一种决策模型层次描述框架.该框架由基础模型层、构件模型层和概念模型层组成.基础模型层从模型数据、方法和知识3个方面描述了基本的决策模型,用于支持模型构造者;构件模型层封装了基础模型的细节部分,通过接口向外界提供模型的基本信息,增强了模型的重用性,用于支持决策支持系统构造者;概念模型层通过给出决策问题的形式化表示,建立了决策问题与模型构件的联系,用于支持决策者或决策分析人员.通过实例,验证了本文提出的描述框架的科学性与可行性.     

基于Web的网络化频谱分析仪

介绍了网络化虚拟仪器的基本概念，分析了网络化虚拟仪器的结构，提出一套基于．net框架下的Web网络化频谱分析仪的解决方案：采用．net组件技术构造用户界面组件、数据服务组件、信号分析组件、数据库连接组件和数据采集组件，根据需要部署到合适的位置，实现远程测试分析。用户可以在远程登录Web服务器，用户界面组件和信号分析组件自动下载到客户端并嵌入浏览器运行，在浏览器中可以进行信号的时域和频域分析。将数据库技术引入网络化虚拟仪器中，实现对信号的存取管理功能。利用网络化频谱分析仪对偏心电动机的振动信号进行了网络测试分析。     

基于物理属性的虚拟装配过程

针对虚拟装配系统中存在仿真程度不够高的缺点,提出基于物理属性的虚拟装配过程研究。通过分析虚拟装配过程对零部件物理属性的需求,建立零部件物理属性模型,给出确定零部件各物理属性以及自由运动状态的方法,分析碰撞响应对运动状态的影响。研究虚拟装配系统中装配对象间的交互过程,使用多刚体系统动力学分析方法对零部件装配过程中的动力学以及运动学进行分析,给出装配对象的运动学与动力学方程。通过把抽象的约束关系转换为基本约束方程表达运动副约束,并把运动副约束用于装配对象的运动分析。提出基于碰撞与静力学的稳态分析方法研究零部件达到稳定状态的条件。应用实例表明上述方法有效可行。     

基于有向约束图的装配序列并行化方法研究

并行装配与串行装配相比可以缩短装配时间,提高装配效率。为了实现产品的并行装配,提出了基于有向约束图的装配序列并行化方法。定义了装配约束矩阵和零件约束度的数学模型来描述装配体在装配过程中各零件的干涉状态,建立了装配体的有向约束图描述零件间的约束关系,给出了基于关联解除的有向约束图分解方法生成装配序列,采用装配序列并行化策略产生了基于多叉树结构的并行装配序列。通过机用虎钳装配实例验证结果表明了该方法的可行性。     

基于多普勒调制时移 Laplace 小波的列车轴承故障声 信号瞬态成分快速提取方法

提出了一种基于多普勒调制时移Laplace小波的列车轴承故障声信号瞬态成分快速提取方法,包含“先粗后精”两个步骤：1)瞬态参数粗估计,利用现有的多普勒调制等周期Laplace小波模型粗略估计瞬态参数;2)参数精确估计与瞬态成分提取,构造多普勒调制时移Laplace小波模型,使用逐个匹配的策略进行瞬态参数精确估计和瞬态成分的提取。所提方法具有以下优点：1)更高的精度,使用的多普勒调制时移Laplace小波模型在时域内仅有一个时延参数定位的小波成分,能够解决周期瞬态模型在提取伪周期瞬态成分时匹配误差问题;2)高效率,由于使用了周期瞬态模型粗略估计瞬态成分参数,因此在瞬态成分逐个提取的过程中小波参数的范围可以设的很小,实验对比分析结果显示,与直接提取方式相比效率提高了71.46%。本研究提供了一种从含有多普勒畸变的列车轴承故障声信号中精确地、高效率地提取瞬态成分的方法。     

Discrete Stress-strength Interference Model of Reliability Analysis under Multi-operating Conditions

The conventional stress-strength interference(SSI) model is a basic model for reliability analysis of mechanical components. In this model, the component reliability is defined as the probability of the strength being larger than the stress, where the component stress is generally represented by a single random variable(RV). But for a component under multi-operating conditions, its reliability can not be calculated directly by using the SSI model. The problem arises from that the stress on a component under multi-operating conditions can not be described by a single RV properly. Current research concerning the SSI model mainly focuses on the calculation of the static or dynamic reliability of the component under single operation condition. To evaluate the component reliability under multi-operating conditions, this paper uses multiple discrete RVs based on the actual stress range of the component firstly. These discrete RVs have identical possible values and different corresponding probability value, which are used to represent the multi-operating conditions of the component. Then the component reliability under each operating condition is calculated, respectively, by employing the discrete SSI model and the universal generating function technique, and from this the discrete SSI model under multi-operating conditions is proposed. Finally the proposed model is applied to evaluate the reliability of a transmission component of the decelerator installed in an aeroengine. The reliability of this component during taking-off, cruising and landing phases of an aircraft are calculated, respectively. With this model, a basic method for reliability analysis of the component under complex load condition is provided, and the application range of the conventional SSI model is extended.     

基于TRIZ的二级类比概念设计研究

创新问题解决理论求解领域问题所得到的解及相应的设计实例作为类比设计的源设计，将创新问题解决理论过程转变为第一级类比过程，提出了其过程模型。将上述过程的结果作为情景，按基于情景的类比设计原理，提出了第二级类比过程模型。两级类比过程模型集成形成了基于创新问题解决理论的二级类比概念设计过程模型。该模型分为9步，不仅应用了创新问题解决理论标准化的问题求解过程及已积累的知识库，也能发挥设计人员的创新能力。上述模型已应用于国产圆网造纸机烘干部件的概念创新设计实例中，证明了该模型的有效性。     

采用视觉特征整合的红外弱小目标检测

针对红外光学系统在复杂背景下的弱小目标检测问题,建立了基于特征整合的信息处理模型,提出了采用视觉特征整合的弱小目标检测方法。该方法首先利用视网膜神经节细胞感受野的数学模型DOG(Different-of-Gaussian)对红外图像进行初级信息处理,初步检测出弱小目标。而后,分为空域和频域两个通道进行特征提取。在空域通道,利用图像信息构造二阶微分Hessian矩阵,通过计算其直迹与行列式进行局部极值的判定,提取出含有弱小目标的结构分量特征;在频域通道,利用小波对图像频域进行二级分解,提取出含有弱小目标的高频分量特征。最后,将空域通道与频域通道的分量特征整合,提取出复杂背景下的弱小目标。实验结果表明:当虚警率为10-3时,该方法对弱小目标的平均检测概率为95.17%。基本满足红外弱小目标检测方法的稳定可靠、精度高等要求。     

统一重构元模型及重构过程研究

目前企业内各种形态的领域重构模型尚缺乏一种统一描述重构语义的抽象机制。为解决该问题,针对各领域重构模型的共同特征,提出了一种统一重构元模型,并形式化地定义了构成重构元模型的基本实体——可重构对象、可重构因素和可重构方式,以及由这些实体构成的重构单元及其之间的重构依赖关系。将重构元模型与特定领域的业务模型结合起来,可得到特定领域重构模型,并以重构关系图的形式表达。给出了依据特定领域重构模型进行实际重构的过程,并将该过程分解为确定重构需求、重构影响分析、确定重构方案和完成重构事务4个步骤,保证了重构的完备性、正确性与一致性。     

An integrated adaptive repair solution for complex aerospace components through geometry reconstruction

The repair of worn parts is of great interest for aerospace industries to extend the life cycle of aerospace parts. Due to the distortion and defects of a worn part, the nominal CAD model from the design stage is no longer suitable for the use of the repairing process, which causes the main problem for precisely repairing complex components. In this paper, an integrated repair solution adaptive to worn component geometry is proposed and developed for aerospace industries. Based on the scanned repair model with different defects, a reverse engineering(RE)-based geometry reconstruction method is developed for the normal model creation of a worn component. This is a crucial procedure for precisely repairing individual component. Based on the nominal model reconstructed, tool paths used for the build-up and machining process can then be generated to implement the repairing work. In this study, repairing complex blades from aerospace engines were considered and practised. To verify the proposed repair solution, a curved blade to be repaired was used in the experiment and the blade tip model was reconstructed for the subsequent repairing process. Based on the model, the blade was built-up through a laser cladding process and then machined back to size through isoparametric machining strategy on a 5-axis Hermle machine tool. Finally, the experimental results are given and analysed.