基于知识的产品可拓配置与进化设计技术研究

为了解决大批量定制中的产品配置与变型设计问题，提出了产品层次可拓配置设计方法.该方法采用框架语义网表示配置知识，根据产品的构成和配置设计特点将配置过程分为一级准配置和二级相似配置.通过一级准配置建立满足客户需求的产品结构树，二级相似配置匹配求得组成树的相似件.在二级相似配置基础上，基于单元的变换与进化，建立配置与进化设计信息的关联，实现了基于层次配置的变结构进化设计.研究结果表明，该方法通过两级配置解决了传统单层配置设计效率低与难以实现变结构的问题，满足了产品个性化设计需求.     

基于ECA规则和事物特性表的产品配置模型

针对按订单制造和按订单设计产品的特点，采用event condition action（ECA）规则和事物特
性表建立产品配置模型.设计人员根据ECA规则对组成产品族的必选模块和可选模块进行选择,得到定制产
品的结构；借助于模块的事物特性表对其进行变型设计，即可快速得到个性化的定制产品.结合工业汽轮
机的配置设计，给出了汽轮机本体中汽缸部分的配置模型和实例.该配置模型不仅有利于提高产品配置效
率和配置成功率，而且还可以保证产品全生命周期中数据的一致性.     

基于物元可拓性的配置规则衍生技术

随着配置产品日益复杂化和大型化,对配置规则的灵活性和可扩充性提出了更高的要求,为此,构建了产品配置规则基础物元,包括配置约束物元和组件实例物元、配置约束物元表达规则的条件部分和组件实例物元表达规则的结论部分,以物元函数的方式实现配置规则的物元统一表达;根据物元的可拓展特性,运用发散、可扩、相关、共轭等拓展方法研究配置规则衍生技术,并建立基于物元的产品配置规则衍生模型,增强了产品配置规则表达的灵活性和可扩充性,降低了产品配置规则获取难度;以电除尘器阳极系统配置规则为例,说明了基于物元可拓性的产品配置规则衍生.     

面向大批量定制的配置产品变型设计

从配置产品创新性与重用性相结合的角度探索了在集成环境下产品变型设计的发展规律，系统地提出了面向大批量定制的配置产品变型设计理论和方法.针对配置产品的不同设计域层次，定义了一整套适用于不同抽象层次和不同类型配置模型的递归化设计方法，通过不同设计域、不同层次、不同类型配置规则的模糊推理、模糊派生、柔性聚合实现设计过程的跃升和设计信息的继承.提出了配置单元派生进化、关联进化、替换进化的一整套方法，将配置单元进化演绎的历史与配置设计过程结合起来，实现复杂配置产品方案设计的自动化、递归化和可视化.结合企业具体应用将上述理论应用于实际产品开发中，取得了良好的效果.     

基于本体的产品配置知识共享

网络上异质系统间知识共享成为产品配置网络化后急需解决的问题.分析现有几种产品配置知识表达方法后,提出了基于本体的产品配置知识共享方法.本体具有共享和可重用等特征,有良好的概念层次结构以及对逻辑推理的有效支持,并且能从语义和知识层次上描述信息系统的概念模型,能有效克服异质系统间知识共享的两大障碍--语义冲突和语法冲突.本文从知识本体的角度出发,详述构成产品配置本体的基本概念集合、概念间关系集合、配置约束规则集合和公理集合.给出了异质系统间知识共享算法,并通过产品配置本体及中间代理的使用实现两个异质系统间知识相互转换.通过实例,进一步说明了基于本体的产品配置知识共享方法的可行性.     

扩展的加权约束逻辑程序在产品配置中的应用

为了更好地表达产品配置问题中的复杂知识形式,以加权约束逻辑程序语言为基础,将规则的头部扩展为析取约束的形式,提出了一种扩展的加权约束逻辑程序语言,给出了其稳定模型语义.这种扩展的加权约束逻辑程序进一步加强了知识的表达和推理能力,但没有增加计算复杂性.以一个计算机配置实例讨论了扩展的加权约束逻辑程序在产品配置问题中的应用.     

电液比例系统鲁棒自适应动态表面控制

对基于语义网络的产品建模及配置方案的搜索方法进行集成研究,以提高产品配置设计的效率.在相关本体的基础上,建立了基于语义网络的产品模型结构,并据此解析用户所输入的查询语句.基于语义网络的产品模型提供一种定量与定性相结合的一致化的设计实例与需求的表达方式.进一步通过产品的语义网络模型可以获取设计需求的隐含条件,使得需求在设计方案的搜索匹配过程中被更充分地考虑.配置设计方案的搜索则首先利用基于语义网络的推理技术与本体语言RDFS构造待求配置设计问题的语义网络片断,然后通过语义搜索与匹配度计算排序从设计实例库中获取符合当前需求配置设计方案.同时,通过注塑机螺杆为实例的应用证明了基于语义网络的产品模型在支持配置选型设计方案搜索方面的有效性与实用性.相对于传统的产品模型而言,基于语义网络的产品模型更关注属性之间的内部联系,经实例验证基于语义网络的产品模型使得配置设计过程更符合用户的实际需求.     

基于映射的配置产品自动装配规划技术

针对现有的产品配置设计技术缺少对配置产品可装配性分析和装配规划的支持的问题,通过产品配置特征信息到零部件装配特征的映射,产品配置结构（BOM）到装配结构的映射,产品配置过程信息到装配体连接关系的映射,实现了配置产品装配信息的获取,使产品配置阶段的设计信息在装配规划中得到重用.应用Agent实现机理定义了自动装配规划单元,并在此基础上建立了配置产品自动装配规划模型,实现了配置产品的自动装配规划.结合项目实例论述了配置产品自动装配规划技术的具体实现过程.     

基于语义网络的产品建模及配置方案搜索

对基于语义网络的产品建模及配置方案的搜索方法进行集成研究,以提高产品配置设计的效率.在相关本体的基础上,建立基于语义网络的产品模型结构,并据此解析用户所输入的查询语句.基于语义网络的产品模型提供一种定量与定性相结合的一致化的设计实例与需求的表达方式.进一步通过产品的语义网络模型可以获取设计需求的隐含条件,使得需求在设计方案的搜索匹配过程中被更充分地考虑.利用基于语义网络的推理技术与本体语言RDFS构造待求配置设计问题的语义网络片断,并通过语义搜索与匹配度计算排序从设计实例库中获取符合当前需求配置设计方案;同时,通过注塑机螺杆为实例的应用,证明了基于语义网络的产品模型在支持配置选型设计方案搜索方面的有效性与实用性.相对于传统的产品模型而言,基于语义网络的产品模型更关注属性之间的内部联系,经实例验证基于语义网络的产品模型使得配置设计过程更符合用户的实际需求.     

产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法

为了实现需求驱动的产品快速响应设计,提出产品模糊配置与结构变异的多尺度耦合方法.将多尺度耦合概念引入产品设计中,研究产品多尺度模糊配置设计、多尺度变异设计以及异构系统的多尺度耦合方法.分析异构系统间信息传递过程中的多尺度特征,将配置设计系统中预定义的产品族按状态空间划分为大尺度、中尺度、小尺度和超小尺度.结构变异设计是将模糊配置的相似实例作为输入,通过拓扑结构的改变,输出满足客户需求的新结构.建立模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合过程的数学描述,通过多尺度递归融合与驱动,实现产品模糊配置与结构变异设计异构系统间的多尺度耦合.开发了模糊配置与结构变异集成先进设计平台,并在精密塑料注射成型装备的设计开发中得到了应用验证.     

面向过程的产品自适应装配设计

为建立适合计算机表示的产品信息模型 ,提出了面向设计过程的产品自适应装配信息建模理论和方法。初始装配设计 :从产品的功能需求出发 ,初步确定实现产品功能的主要零部件 ,主要零部件的装配约束关系 ;零件详细设计 :继承初始装配设计中确定的零件结构和尺寸信息 ,对零件结构进行详细设计 ;自适应装配重构 :随着零件结构的细化 ,或零件之间的约束关系的改变 ,相应的装配模型在继承初始装配设计的过程信息和约束信息的基础上 ,进行零件约束关系的搜索和匹配 ,自适应重构装配体。各设计阶段反复、循环地进行 ,每一次设计循环都更趋近目标设计结果 ,直至达到产品的所有设计需求。实践证明 ,自适应装配信息建模方法应用到产品设计中 ,可以提高产品的设计效率和设计质量。     

面向批量定制的产品配置仿真系统实现方法

针对批量定制模式下产品配置设计领域,以定制产品多维信息中构件层次信息偏序集为核心,设计了构件属性索引表达模型,提出了基于构件属性索引的XML刻面分类文档的层次式检索技术和构件属性相似度的计算方法.并进一步研究了基于软插件的定制产品虚拟描述方法,开发了产品配置仿真原型系统.通过车床产品的配置仿真应用表明:系统能根据客户提出的定制需求快速有效的实现产品族构件的检索配置,客户也可以在配置设计过程中对配置选项进行规范的动态变更,以便对多个设计方案进行动态可视化的评价比较,既提高了配置设计的效率,又提高了设计结果与客户需求的一致性.     

制造业中基于UML的产品配置

提出了一个用产品配置知识表示的UML设计方案。为加强产品配置的嵌入能力,广义产品结构采用树形结构描述,同时支持版本管理;为增强配置逻辑的独立性,配置逻辑的设计从广义产品结构中完全剥离开来,不仅方便维护和简化配置推理,同时也为今后配置逻辑的更新和替换提供了接口。     

刮板输送机产品平台的建立

刮板输送机是煤矿采煤工作面的关键设备之一,由于刮板输送机使用环境特殊且必须满足与其它设备的配套要求,因此其设计过程复杂.但每种新的机型大都是已有机型的变型设计,因此可在一个产品系列内识别出其产品平台,即共享的模块和零部件,在此基础上进行产品设计及配置,提高工作效率.     

PIC模型下大规模定制的汽车产品配置方法

针对大规模定制下汽车产品配置方法不能很好地表达三维信息和约束信息的问题,提出了一种基于实例推理的PIC模型来进行产品的知识表示,并运用交互式遗传算法（interactivegeneticalgorithms,IGA）来进行产品配置的求解,使客户能够参与到产品的定制设计中。分析了基于PIC模型的产品配置工作原理,给出了PIC模型的定义和形式化表达,并开发了基于PIC模型的汽车操控台定制设计系统来进行验证,结果显示该方法具有较好的应用前景。     

面向定制的产品可拓配置设计方法

提出一种基于可拓逻辑的产品配置设计方法．该方法从顾客定制要求出发,通过分析产品需求和功能的可拓集合,建立满足产品功能的可拓配置设计规则、约束条件、关联函数以及与之对应的产品结构模型,从而确定配置设计的核问题．建立可拓配置设计流程,通过设计变换实现个性化产品功能之间冲突的消解,输出初始设计方案．最后将该方法应用于电动工具个性化配置设计,应用实例表明：该设计方法不仅能快速满足定制设计的个性化要求,而且能为计算机参与解决配置设计矛盾问题提供一种可行的途径．