分布式虚拟设计环境中多用户协同设计研究

虚拟设计已成为制造业发展的重要方向 ,而基于网络的分布式虚拟设计为多用户共同参与虚拟设计提供了条件。考虑到分布式虚拟设计对计算机的计算能力和实时显示的要求及对网络带宽的要求 ,作者设计了分布式虚拟设计结构 ,该结构能为多用户共同参与设计提供虚拟设计环境。为了使设计人员进行有效的协同设计 ,作者应用分布式人工智能的思想为多用户协同设计提供了多用户协同设计模型以及当发生冲突时的决策模型     

基于依赖关系的产品协同设计单主体任务排序研究

针对产品协同设计环境下"人员-任务-资源"复杂交叉难以协调且排序标准单一的问题,基于协调理论中的依赖分析方法对产品协同设计业务规则及任务-资源依赖关系进行了逻辑分类,提出了基于改进禁忌算法的复杂协同设计环境下单主体任务协调模型。该模型能有效给出单个主体协同设计任务的最优排序并能将具有相同依赖关系的活动趋向归类。该模型所得结果与LEKIN中的WSPT启发式算法运算结果的对比验证了该排序方法的有效性和正确性。     

基于知识相似度和学习能力的产品设计人员指派方法

针对产品设计过程中因任务执行情况的多样性和设计人员所拥有知识结构的差异性而导致的设计人员难以有效指派的问题,提出一种基于知识相似度和学习能力的产品设计人员指派方法。该方法第一阶段通过计算设计任务知识需求与设计人员知识结构之间的知识相似度对设计人员进行初次选择,得到符合各个设计任务知识相似度阈值的设计人员组;第二阶段采用学习能力指数衡量人员的学习能力,并通过知识累积函数推算各自的学习时间,以学习时间最短为目标获得各个任务的最佳设计人员和对应指派时刻。通过实例验证了该方法的有效性。     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

分布式制造工艺协同设计系统研究与应用

以多工艺类型协同设计基本流程和工作机制讨论为基础，提出了分布式制造工艺协同设计系统的工作模型，研究了实现该系统模型的关键技术，建立了基于PLM的工艺集成系统框架。在某航空发动机企业的应用中，验证了分布式制造工艺协同设计系统框架及运行机制的可行性。     

协同设计过程中产品模型协同批注的研究

面向分布式异构环境下的协同设计,分析协同设计过程中产品模型的协同批注流程,提出一套基于Web的产品模型异步协同批注解决方案,建立了异步协同批注系统的功能模型,并对该系统进行具体实现.通过共享模型技术,解决由不同三维设计建模系统所引起的批注过程中的异构问题,为分布式异构环境下协同设计的实现提供保障.     

网络协同工艺设计系统研究与实现

针对网络协同工艺设计的特点,结合自主开发的网络化制造平台eCWS,提出了一个基于多Agent的网络协同工艺设计系统架构.根据协同工艺设计的需要,对协作企业共享资源进行分类,并建立了资源对象模型,该模型可根据不同的协同过程进行重组和扩展.研究了支持协同工艺设计的分层决策机制和数据管理模型,开发了协同工艺设计系统e-CAPP.实例表明,该系统能使异地协作人员通过网络协同对产品工艺进行设计、分析与优化.     

分布式制造工艺协同设计系统研究与应用

以多工艺类型协同设计基本流程和工作机制讨论为基础,提出了分布式制造工艺协同设计关键技术,建立了基于PLM的工艺集成系统框架.作模型,研究了实现该系统模型的系统的工在某航空发动机企业的应用中,验证了分布式制造工艺协同设计系统框架及运行机制的可行性.     

供应商参与协同产品开发中的任务指派问题研究

通过粒子群最优化算法解决多供应商参与协同产品开发时的任务指派问题.以依赖结构矩阵为基础构建了协同产品开发总体时间模型,设计了任务优化分配的粒子群优化算法,并通过模拟分析验证r算法的实用性.通过算法设计,实现了开发子任务在各组织间的优化分配,从而保证制造商能够在预定时间内完成产品开发项目,以应对市场的快速变化.     

基于SOA的业务流程管理在模具协同设计任务管理中的应用

为了实现模具设计任务的自动管理,结合模具设计任务的特点,提出了基于活动树的任务分解模型.该模型能最大程度地避免任务间冲突的发生,并且能够保证模具设计人员之间模型信息的一致.在此模型的基础上,结合业务流程管理技术开发出了一套模具协同设计任务管理原型系统.该系统提高了模具协同设计的自动化程度,实现了模具设计任务的自动管理.     

面向自顶向下协同装配设计的任务规划研究

分析了产品自顶向下协同装配设计的特点,以及其设计任务规划对产品设计周期和设计效率的影响,研究了任务规划方案,主要包括任务分组和任务组分配.任务分组根据设计组工作量尽可能均衡和任务组内任务应具有较高关联耦合度两个原则,给出了分组遗传算法.根据任务组的关键度和设计组的综合能力,提出了任务组分配算法.以牛头刨床自顶向下协同装配设计为例,验证了任务分组和任务组分配算法的可行性与有效性.     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.     

基于Matlab的五杆式人机合作机器人动力学仿真研究

人机合作机器人是一种新型的机器人,它通过和操作者合作共同完成作业任务.操作者提供驱动机器人运动的力,机器人控制其末端的轨迹,使其沿着期望轨迹运动.利用Matlab软件中的SimMechanics和Simulink工具对一种五杆式人机合作机器人自由模式和约束模式的动力学特性进行了仿真研究,分析了约束系统的性能对人机合作机器人工作性能的影响.     

基于PDM协同设计任务建模与调度方法研究

从产品数据管理系统中协同设计过程任务建模的角度出发,提出基于产品结构分解的协同设计过程人员-任务分配模型,建立任务结构的约束映射和基于可扩展着色Petri网的任务过程建模方法,实现Multi-agent协同设计过程任务调度集成框架,最后进行了系统实现.     

基于设计任务单元的协同设计环境研究

针对工程产品设计的协同性、集成性和网络化要求,提出了以设计任务单元作为工程设计流程中的基本组织单元的设计方法,详细阐释了设计任务单元的信息模型及运行机制,给出了以设计任务单元为核心,以设计结构矩阵为组织形式,以功能、行为和结构表示的产品模型为支撑的协同设计环境体系架构,并以卫星总体设计为验证实例建立原型系统。     

基于Web服务的图形CAD网络化协同设计框架

为了适应图形计算机辅助设计系统的异地广域协同任务要求,分析了Web服务概念体系在图形计算机辅助设计网络化协同集成应用中的作用,构架了一种以Web服务为基础的图形计算机辅助设计协同设计框架模型,并由此给出了一种基于优先权控制的分层式协同设计过程模型,提出了一种集中式的冲突解决方法。最后,通过应用实例验证了模型的有效性。该模型基于Internet构件,能够适应协同设计者分布广域性的特点,同时又能提高设计任务的精确性和设计效率。     

基于集配中心的生产和配送协同决策研究

为解决集配中心模式下的生产和配送协同决策问题,分析了基于集配中心的供应驱动供应链协同运作模式;考虑供应链系统的生产和物流能力约束,分别构建了供应商、集配商分散决策和集配商联合决策的生产和配送协同决策模型。采用改进的模拟退火算法对后者进行求解,并结合算例分析比较了不同决策下的生产和配送协同决策模型。结果表明,当集配商联合决策供应链上游的生产和配送间隔时,与分散决策相比,供应链系统单位时间的生产调整准备成本和物流成本有较大幅度下降;集配商和制造商单位时间的物流成本大大降低,而供应商的生产和配送成本则有不同程度的增加。     

协同产品开发系统的广义问题求解模型

从协同产品开发作为一个复杂性适应性系统的角度，对协同产品开发系统进行了初步研究，总结了其标识、内部模型、积木，聚集4个典型特征，指出协同产品开发系统实际上是一个不断适应外界变化，不断进行问题求解的系统，在此基础上，进一步对系统及其问题求解的建模进行了探讨，提出了广义问题求解模型以作为系统的组织核心及其问题求解的基础，模型从广义上统一了从设计任务初始到设计过程中冲突问题的建设，减少了冲突问题的产生，为协同产品开发提供了支持。     

基于预处理小波神经网络模型的协同创新客户评价与应用研究

为了在协同产品创新中有效地识别和评价创新客户,提出了运用基于预处理的小波神经网络模型,对协同创新客户进行评价。在分析面向客户学习效应评价过程的基础上,建立了包括学习效应在内的,由五个方面构成的协同创新客户综合评价指标体系。运用粗糙集理论对评价指标进行预先处理,减少了冗余指标项,降低了小波网络的输入维数,采用迭代梯度下降法和逐步检验法确定小波网络结构,然后应用小波网络进行协同创新客户综合评价。应用结果表明了该评价模塑的有效性和可行性。