协同设计中基于约束的冲突检测与协商技术

从约束满足的角度 ,对协同设计中的冲突检测与协商问题进行了探讨 ,将产品约束网络按产品级、部件级、零件级和领域级分层管理 ,给出了基于约束验证和区间传播算法的冲突检测方法 ,提出了几个基于回溯策略和约束松弛策略的冲突协商建议产生算法。在此基础上 ,构建了基于Web的协同设计冲突检测与协商系统 ,支持设计专家检测与协调冲突     

基于约束的协同设计冲突检测技术研究

为了有效地辅助设计人员及时发现冲突并适时提供有效的冲突解决方案，分析了协同设计中约束的内涵及其动态性和层次性等特点，对约束满足问题进行了形式化表达。采用遗传算法作为协同设计过程中约束满足问题的求解方法，给出了该算法的具体实现过程。采用可扩展标记语言对网络环境下系统约束信息的数据进行了描述。在此基础上，提出了基于约束的冲突检测系统的体系结构，并对主要组成模块的功能进行了详细描述。开发了该冲突检测系统的原型系统并对其运行过程进行了描述。通过某车床纵向进给部件的圆柱齿轮减速机构的设计实例，说明了该系统的有效性。     

协同设计中基于约束的冲突检测

如何实时检测设计冲突从而维护设计一致性是协同设计的关键问题。提出了基于约束的自动冲突检测方法；介绍了设计约束在产品信息模型中面向对象的表征；讨论了工程设计中的约束满足问题及其区间求解算法，并在此基础上发展了一个基于网络的冲突检测器。冲突检测器能够在协同设计过程中实时检测设计冲突，避免不必要的设计反馈和重复磋商，从而提高了设计效率。并以减速器协同设计的冲突检测实例显示了冲突检测器的有效性。     

基于遗传学的产品开发基因研究

基于遗传学的理论与方法,面向产品开发过程重用,对产品开发基因进行详细论述和研究。通过类比生物基因,阐述了产品开发基因的定义和内涵;对产品开发过程进行分解,提取遗传信息,获取产品开发基因并给出具体模型;结合框架表示和产生式表示方法对产品开发基因进行形式化表示;初步提出产品开发基因在过程重用中的操作流程。最后以实例对产品开发基因的获取、建模和表示进行说明。     

鲁棒的多学科设计协同决策方法

针对产品设计过程中的多学科冲突解耦问题,提出一种鲁棒的协同决策方法。该方法采用区间形式表示不确定性的设计参数并基于非合作博弈理论将多学科协同决策描述成基于区间的约束求解问题,对此,采用两步求解策略获得产品设计的鲁棒决策方案。首先用约束一致性算法过滤掉决策变量区间中肯定不包含有效解的冗余部分,得到设计参数的一致性区间矢量;然后在一致性区间内以设计性能指标为准则搜索鲁棒的参数决策值,并设计基于可行性审查的免疫混沌搜索算法。以一个单元盘弹性转子系统为例,进行摩擦学和动力学冲突解耦的设计决策,得到较好的设计结果,验证方法的合理性与可靠性。     

基于信息流的过程节点分析方法研究

复杂产品开发过程中,为表达过程间复杂的信息交互,采用信息流作为过程节点中信息的主要承载工具.在充分了解多学科参与的产品开发过程信息交互特点的基础上,研究了并行产品开发过程建模中的信息流并给出了其形式化定义.分析了产品开发过程节点的特点并按照功能的不同对节点进行了分类,建立了各类节点的形式化定义,提出了节点粒度和节点分裂的概念,并建立了其形式化定义.研究了基于信息流的过程建模方法及其软件实现,以某产品开发过程为例进行了产品开发过程建模验证.     

结构区间参数反求的DIRECT算法

提出一种基于DIRECT算法的结构区间参数反求方法。对于结构不确定性参数反求问题,一般转化为不确定性传播和模型参数优化的双层求解问题。首先,区间模型用来描述响应和待识别结构参数的不确定性,并建立了相应区间参数反求模型。其次,在迭代反求过程中自适应更新径向基函数用来近似原系统模型,并利用DIRECT算法来求解内层不确定性传播问题。最后,通过遗传算法来求解外层的优化模型,从而识别结构不确定性参数的区间。数值算例用来验证了该方法的正确性和有效性,并将该方法应用来反求车辆乘员约束系统中的不确定性参数。     

基于模糊评价的协同设计冲突仲裁技术研究

针对协同设计中采用单一的冲突消解方法难以消解复杂多样的冲突的问题,采用多种冲突消解方法集成的方式消解冲突,提出了协同设计中冲突消解过程模型,对该集成冲突消解过程中的重要环节——冲突仲裁问题进行了描述。采用模糊评价法作为协同设计过程中冲突仲裁问题的求解方法,并给出该算法的具体实现过程和冲突仲裁流程。建立了基于模糊评价方法的冲突仲裁系统的体系结构,详细介绍了该结构的主要功能模块,并对原型系统进行了开发。最后,以某车床纵向进给部件的圆柱齿轮减速机构为例,说明了该算法在冲突仲裁中的应用。     

基于设计结构矩阵理论的产品开发过程建模及仿真优化

为更好地刻画产品开发过程和流程优化,提出了基于设计结构矩阵理论的产品开发仿真模型,并据此模型设计流程优化算法。模型采用蒙特卡罗仿真方法模拟产品开发过程,用以估算产品开发时间、费用,以及按要求完工的概率。该仿真模型考虑了任务执行时间的不确定性和任务之间的顺序约束关系,同时还考虑了项目执行过程中的返工迭代和学习效应。在考虑顺序约束关系的条件下,利用遗传算法优化任务执行顺序。算例分析表明,该优化算法可以使项目的成功率提高17％。     

基于产品结构界面关联模型的协调设计技术

为解决复杂产品参数级的冲突定位与设计协调问题,以产品自顶向下分解过程为指导,提出了基于产品界面接口参数的继承传递和关联定义的层次化的界面关联约束网络建模方法;通过分析界面接口参数传递路径,提出了以约束传递路径分析为核心的一致性、完整性校验方法,消除了产品界面关联约束的冗余和冲突;提出了基于产品界面关联模型进行参数变更影响分析的方法,实现了参数变更传递路径、传播范围和影响程度的精细化定量分析,为产品设计冲突的定位和快速协调提供了支持.     

铁路货车并行开发使能技术与工具

提出了铁路货车过程管理、协调与冲突仲裁方法、信息集成建模,数据管理和评价工具等有关产品并行开发的使能技术和工具,提出了基于WindchillPDM集成各个使能工具的铁路货车产品并行开发体系结构。实践证明,铁路产品并行开发可提高产品质量,缩短开发周期,降低开发成本,提高企业的市场竞争能力。     

并行工程冲突管理的研究

研究了并行工程产品开发过程中冲突的产生和冲突管理的过程与特点,分析了冲突管理在并行工程实施环境中所起到的重要作用,提出了冲突管理的体系结构。在此体系结构的框架下,基于集成的观点通过采用冲突避免的综合技术,可有效地减少和避免协同设计环境下大量的冲突;通过采用冲突检测和解决技术,则可在设计过程中较早地发现冲突,将冲突解决在设计的初级阶段,避免冲突的传播,最大可能地降低冲突对工程的破坏性影响     

协同设计系统一致性保证模型

协同设计系统是对传统的CAD系统的进一步发展 ,也是并行设计发展的必然趋势。分析了基于图形对象数据的并发冲突与一致性管理的特点 ,提出了一个支持产品协同设计的并发控制模型和一致性管理策略 ,它在并发操作发生冲突时自动进行冲突处理和产生分支 ,在经过给定的时间以后 ,系统要求冲突双方进行协商或自动进行分支聚合。根据图形对象数据的语义 ,给出对象关联度概念和视图的自动聚合方法。以此模型与概念给出了相关算法和一个二维产品设计实验系统     

面向并行工程的集成化产品开发过程管理系统研究

综合了项目管理、工作流管理和产品数据管理技术，提出了一种集成的产品开发过程管理系统，建立了集成化的产品开发过程模型，介绍了在系统的支持下过程运行的方法。应用实践表明该系统能够对产品开发过程提供有效的支持。     

虚拟环境下面向并行工程的产品信息建模与研究

目前传统的产品开发模式已不能满足激烈的市场竞争要求。虚拟设计和并行工程是现代产品设计新型技术,而产品信息模型是虚拟环境下并行设计的基础,在对产品模型信息需求进行分析的基础上,提出了集成产品信息模型并行设计结构框架,阐述了基于STEP标准集成产品信息模型构建过程和具体的实现过程,解决了集成产品模型的多视图表达和产品结构树等关键技术,给出了产品结构树的具体实现算法,最后建立了面向并行设计的集成产品信息模型,并对该信息模型进行了分析评价。     

并行设计的进程模型

并行设计过程建模是对并行设计过程进行规划、监控和管理的基础。本文在引入设计进程这一概念的基础上 ,建立了设计过程的进程模型 ,并给出了相应的形式化表达方法。该模型较好地反映了并行设计过程的渐进性、多视图特征、动态性和可重用性等特征 ,并具有一定的可操作性 ,特别是它基于不同资源的多视图模型使资源冲突的检测变得简单易行。文中以减速器的并行设计为例给出了一系列示例。     

基于三维CAD平台的实时协同设计方法

首先结合三维CAD系统协同设计平台CoopCAD（Pro／E）的开发,探讨了三维协同CAD系统研究中的并发控制、协同感知、网络管理、冲突检测与消解、事务管理和实时性保障等关键技术。然后提出了基于特征的实时协同设计方法,并重点对作为网络间协同信息的三维造型特征的数据结构和基于它的协同设计方式进行了研究。     

产品并行开发过程建模研究

并行工程的关键是对产品实行集成的并行开发,而产品并行开发过程模型是实现产品并行开发过程管理的 基础。本文从产品视图、功能视图、工作流程视图、组织视图、约束视图和资源视图多个侧面建立产品并行开发过程 集成模型,并详细研究了反映产品并行开发过程本质的组织视图、工作流程视图和约束视图模型的建立,建立了矩 阵式IPT组织模型以及产品并行开发工作流模型和多层约束网络模型。     

并行产品开发随机网络计划与仿真方法

将随机网络技术应用于并行产品开发过程建模。阐述了并行产品开发过程中的信息预发布模型与并行度定义,提出支持并行产品开发的随机网络计划方法,进一步给出对随机网络计划进行仿真计算的方法。在定义产品开发并行活动间的并行度、时间重叠度和信息耦合度等特征值的基础上,对并行产品开发整个过程的并行度进行量化计算,并以产品开发实例应用说明了该方法的有效性。     

产品的复用设计与过程研究

复用设计的目标是提高设计质量、缩短开发周期、降低产品的设计成本等.文中介绍了复用设计的概念,较系统地论述了复用设计的关键技术,提出了产品间相似度的概念及其计算,最后介绍了复用设计的知识复用过程.