面向装配的虚拟协同设计环境研究与实现

为解决网络化异地协同设计过程中实时三维虚拟模型交换和协同设计行为语义传输等问题,以及建立支持实时协同操作动态响应和动态虚拟模型加载的虚拟协同设计环境,通过对协同设计理论、基于虚拟模型的协同设计和虚拟装配进行研究,提出了面向装配的虚拟协同设计环境(VCDEFA),给出了VCDEFA的概念和特征,建立了六层体系结构和功能模型。在原型系统的设计实现过程中,采用了从Pro／E系统中获取虚拟模型;在保证协同设计数据一致性中,采用了数字增量网络传输技术和集中统一管理;在网络通信中,采用了动态可变长报文控制技术。原型系统的实现表明,该体系结构具有良好的实用性,能够满足网络化协同虚拟设计的需求。     

考虑布局熵的多态性车间布局稳健优化模型与算法

为满足大规模定制和产业集群下多品种、小批量的市场需求和订单动态波动的客户需求以及车间低成本、高稳健性的布局要求,设计了以单位面积布置成本、单位产品物流成本和布局熵为优化指标的多目标布局优化模型。提出了基于Pareto优化的聚类并行多目标遗传算法,引入模糊C-均值聚类算法以提高Pareto解集分布的多样性与均匀性,设计了多元胞差分进化重插入操作与基于“精英策略”的移民操作,增强了算法全局与局部搜索能力,有效避免了早熟现象。通过典型算例对比,验证了模型和算法的有效性;同时在企业布局实例应用中,获得了既能满足低成本又能将布局熵值控制在理想范围内的车间布局方案,表明模型具有良好的实用性。     

气动和结构多学科设计优化的需求和流程研究

文中简要介绍了气动和结构耦合问题、多学科设计优化特点和 iSIGHT多学科综合设计环境,对多学科设计优化的集成需求、工作流程及其应用进行了研究;在iSIGHT集成框架下,以简单翼为例,实现了三维几何建模软件、气动计算分析软件、结构强度计算分析软件和iSIGHT之间设计过程和数据流的集成.     

多学科设计优化对象建模理论与技术

在全面分析多学科设计优化对象建模需求的基础上,提出以产品的关联信息为基础,分析不同关系下产品行为视图,构建关联模型、基本模型、性能模型、功能模型、简化模型、分析模型和优化模型,建立了基于关系的多视图产品全模型（WPMPBMV）,并给出了模型的形式化表达和相应的建模算法。最后结合某机翼的气动和结构多学科设计优化问题,建立相应全模型。