基于多色集合理论的冲压工艺规划建模研究

在研究冲压工艺加工需求和加工工序的基础上,应用多色集合理论建立了冲压工艺规划的数学模型。该模型包括围道矩阵和多色图等两个部分,多色图描述冲压工序的相互作用。应用此模型研究了一种冲压工艺路径求解算法,能根据加工要求搜索工序路线,求解出零件的冲压工艺路线。开发了一个冲压工艺规划原型系统,并以一个圆筒类零件为例,对所提出的模型与算法进行了验证。     

基于多色集合理论的螺栓装配工艺建模方法

为提高螺栓装配工艺的设计和装配质量的一致性,便于工艺设计人员充分考虑影响螺栓装配质量的各个工艺因素,提出将工艺过程和质量检测得到的数据信息反馈到工艺设计各个阶段的方法;构建了工艺因素、因素属性和装配质量的层次关系模型,运用多色集合理论对其进行数字化建模;提出根据工艺因素的多色集合模型、映射模型和多色图,对螺栓装配进行工艺设计的基本方法。通过发动机缸体连接螺栓组的应用实例,对所提模型和方法进行了验证。     

基于多色集合的飞机连接装配工艺规划与资源配置

为提高飞机连接装配工艺规划的自动化水平,在研究飞机连接装配工艺特点的基础上,基于多色集合理论,在统一的数学模型中同时构建了工艺规划模型和资源配置模型.采用多色集合理论构建了工艺规划围道矩阵和扩展多色图,提出了多色图到多色集合关系规则模型的映射机制,以此建立了工艺规划模型,并提出了工艺路径求解算法.在此基础上,采用多色集合理论中的体运算,建立了与工艺规划模型匹配的工艺资源模型.以飞机铆接装配工艺规划为例,对所提理论与方法进行了验证.     

基于多色集合的微线段齿轮表面工程技术工艺建模

针对产品零部件表面工程技术工艺建模复杂的问题,以多色集合理论为辅助对表面工程技术工艺建模进行深入研究。首先,运用多色集合理论选择表面工程技术方法并对工艺规划进行数学建模,建立表面功能需求映射矩阵和表面工程技术工艺需求围道矩阵。然后,将表面处理技术工艺需求划分为循环需求和线性需求,通过进化算法和多色图理论分别对两种需求对应的工艺路线进行求解。最后,以微线段齿轮的表面处理工艺过程作为验证,获得合理的表面处理工艺路线。     

基于多色集合理论的定位基准选择推理技术

为解决计算机辅助工艺设计中定位基准选择问题,提出了定位基准推理过程的形式化方法,分析工件定位中各种知识的约束关系.首次应用多色集合理论的个人颜色、统一颜色和递阶结构树,建立了工件定位基准递阶结构信息模型.以三平面定位方式为例,确定第一、第二和第三定位基准围道矩阵.建立了启发式定位基准选择顺序,按照工件定位基准围道矩阵确定的标准,以箱体类零件为例,验证了所提方法的有效性.     

基于多色集合的遗传算法优化求解

结合约束模型和遗传算法求解柔性车间作业调度(flexible job shop scheduling,FJSS)问题,提出了基于多色集合约束模型的遗传算法,在编码、解码和变异时搜索围道布尔矩阵,使搜索过程在有效范围内进行,从而缩小搜索范围,既保证了得出的解都是有效解,又能提高收敛到最优解的速度;通过搜索围道布尔矩阵简化了适应度的计算,方便了计算机的编程.     

基于多色集合和多色图的产品制造仿真

多色集合和多色图这一新的信息处理工具,对复杂对象和系统具有强大的仿真功能,本文介绍了多色图的概念、多色图的组成、多色图的数学模型和围道的概念,阐述了产品生产仿真的析出多色集合P∨S模型和析取多色图P∨G模型、合取多色集合P∧模型和合取多色图P∧G模型。最后,通过简例分析,得出了一些实用性的结论。     

基于多色集合的阀门产品智能设计推理技术

针对阀门产品客户需求多样化以及快速设计等问题,将多色集合理论应用于阀门设计。通过对阀门功能和原理、结构组成等进行分析,建立了阀门产品的功能模型、原理模型和单元组件结构模型,应用多色集合理论构建阀门产品的结构设计配置规则,实现阀门的快速设计。以蝶阀为例,验证了该方法的有效性和合理性。     

基于多色集合的装配序列形式化推理方法

为减小装配序列的求解空间,提出了一种基于多色集合理论的装配序列的形式化推理方法,并建立了零件基本配合约束与自由度之间关系的多色集合矩阵.采用多色集合中的体与元素之间的模块布尔矩阵,描述产品的零件组与装配约束的对应关系,建立装配约束关系的方程组和联接件的装配数学模型,并给出求取约束关系方程组的算法.以装配约束关系方程组作为筛选可行装配序列的充要条件,提出可行装配序列的推理算法.最后以实例对该算法进行了说明.     

基于多色集合的防腐蚀设计建模与推理技术研究

提出了一种基于多色集合的防腐蚀设计建模与推理技术。该方法有利于设计过程的规范化,其推理过程的形式化描述,便于计算机的表达和操作。该方法为机械产品防腐蚀设计的CAPP集成做了一些有益的探索。     

基于多色集合理论的制造质量影响因素关系网模型

为了给设计人员提供全面有效的设计决策支持信息,提出将制造过程中的质量影响因素,即人、机器、材料、方法、环境等信息反馈到设计过程,分析了制造质量影响因素对设计的支持,建立了制造质量影响因素及其属性之间的层次关系模型,以及支持设计决策的制造质最影响因素关系网.利用多色集合理论,能清楚表达集合统一颜色与集合元素及元素颜色之间关系的特点,给出了制造质晕影响因素及其关系网的多色集合数学描述.以齿轮工艺设计为例,构造了齿形加工过程的制造质量影响因素关系网,并建立了齿形加工过程的多色集合关系网模型.     

基于多色集合的敏捷制造系统重构方法

为了在满足客户需求的同时降低制造系统的生产成本,以敏捷制造系统的资源重构为研究对象,提出了基于多色集合理论的系统重构建模与重构方案评价方法。利用元素、个人颜色、统一颜色等概念,建立制造资源与系统功能的映射关系,通过搜索围道布尔矩阵获得系统重构方案。以此为基础,给出了基于系统功能冗余度的重构方案评价指标计算方法。实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述和软件实现。     

一种基于多色集理论的产品拆卸模型研究

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型.该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法.应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元.在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列.     

三维数字化工艺模型及其表达框架

通过对工艺信息实质内容的深入分析,提出一种能全面描述和表达工艺信息的三维工艺模型(Manufacturing process model,MPM),该模型具有工艺过程信息的几何演进性和多视角性特点。模型通过定义MPM三元组,确立了工艺信息的过程性结构关系,可完整表达工艺信息的内在规律,有利于数字化工艺信息的产生与优化。同时,从便于工艺设计等下游后续过程使用工艺信息的角度,提出包括流、动态场景和快照表达模型在内的三维工艺模型的数字化多视角工艺信息表达框架(Manufacturing process as stream and snapshot,MPASS)。其中,流表达模型以制造活动过程之间的关系为组织形式对工艺活动的信息进行表达;动态场景表达则是从不同的对象视角进行投影,以灵活的形式对工艺信息进行组织和查看;快照表达利用静态对象几何和增量的方式,表达动态过程某一时间点的状态值和相关性。不同的表达数据可用于不同的后续制造与管理过程。     

基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法研究

在分析了统一建模语言和多色集合理论两种工作流建模方法优缺点的基础上,提出了基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法。将活动节点的两两组合作为多色集合的元素,将节点间的连接关系作为多色集合的围道,由此建立了从统一建模语言活动图到多色集合围道矩阵模型的转换机制,给出了工作流过程模型的路径求取算法。以企业备件采购申请过程为例,应用以上理论和方法,定量评价了工作流执行效率,从而重组和优化了该工作流过程。     

基于多色集合理论的机床进给系统装配精度模型

为了弥补在机械装配过程中产品装配精度难以保证的不足,提出一种基于多色集合理论的产品装配精度模型,为设计者在设计阶段提供一种有效的装配精度自动化计算手段。该模型提供了一套计算机辅助装配体装配精度自动生成流程,模型中构建了装配约束关系矩阵、装配特征表面约束围道关系矩阵、装配公差类型围道布尔矩阵及装配空间关系围道布尔矩阵,并采用邻接矩阵的方式对其进行计算机存储,实现了从提取零件装配表面特征及特征约束到装配体整体精度之间的全过程映射。该模型同时包含设计过程中需要考虑的产品功能需求、几何特征、公差准则、公差分配规则等外在约束条件,进一步说明了模型的准确性和实用性。通过该模型在数控机床进给系统的应用验证了模型的有效性。     

有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程规划方法

在比较现有产品设计过程建模方法的基础上,利用设计结构矩阵与多色集合的互补特性,提出了一种基于加权有向图向设计结构矩阵与多色集合同步映射的设计过程模型,加权有向图分别将设计过程分析与重组,以及设计任务分配与调度所需的信息,传递给混合设计结构矩阵与多色集合,从而将整个规划过程相关信息集成在一个模型中加以综合运算,在全面支持产品设计过程规划的同时,提高了规划效率和准确性,且便于编程实现.最后,以某型飞机装配型架设计过程规划为例进行验证,结果表明,基于该模型的算法可达到实现快捷、结果合理的目的,满足了企业对产品快速并行开发的需求.