基于CBR的工程机械快速设计系统的研究与开发

摘要

与国外跨国公司相比,我国工程机械生产企业在新产品研制方面存在自主创新能力差,产品开发周期长、成本高、可靠性低等问题,导致这些问题的重要原因在于企业用于产品开发的设计理念较落后,缺乏有效的且适合企业特点的设计工具.在国家高技术计划(863)、江苏省高科技项目的资助下,课题组开展了对支持工程机械快速设计的工具集和专用系统的研究,课题组在充分调研国内工程机械企业设计共性需求的基础上,结合先进的设计理念和三维CAD技术,研究并开发了面向工程机械产品研制的快速设计系统,本文的研究作为该课题的一个重要组成部分进行了以下几方面的工作.首先,对产品的开发方法和技术进行了总结和概括,分析了我国工程机械行业产品设计的现状和发展趋势,提出将基于案例的设计方法(Case Based Reasoning,CBR)应用在工程机械产品的设计中;其次,结合工程机械产品的特点,研究了CBR技术的原理和关键技术,主要包括CBR的设计流程、案例的表示/检索/修正/学习/维护等;再次,通过建立扩展对象模型实现了对工程机械产品的设计案例完整信息的表示和存储,并结合基于装配分解的层次树索引构建了工程机械产品案例库;然后,重点研究了面向工程机械案例库的案例检索以及推理算法,提出并实现了一种能够满足基于装配关系约束的基本数据、复合数据以及案例对象的相似度计算方法;最后,应用以上研究成果,结合镇江华晨华通路面机械厂的水泥摊铺机产品,在CAXA三维实体设计平台上开发了基于CBR的工程机械快速设计原型系统,该系统不仅通过了软件测试,并且在实践中取得了预期的效果.

目录

文摘

英文文摘

承诺书

第一章绪论

1.1引言

1.2快速产品开发方法和技术的研究进展

1.2.1支持快速产品开发的现代设计理论与方法

1.2.2设计重用研究进展

1.2.3已有设计资源重用建模研究进展

1.3工程机械行业产品设计现状和发展趋势

1.3.1工程机械行业及其产品设计开发的共性特征

1.3.2我国工程机械行业产品设计开发现状及存在的突出问题

1.3.3工程机械行业产品设计开发发展趋势与研究应用概述

1.4课题来源及主要内容

1.5论文的组织

第二章CBR原理及关键技术

2.1 CBR技术的发展简况

2.1.1 CBR的起源

2.1.2 CBR应用发展简况

2.2 CBR技术基本原理

2.2.1 CBR基本流程

2.2.2 CBR与工程机械的结合

2.3 CBR的关键技术

2.3.1案例表示

2.3.2案例的检索

2.3.3案例的修正

2.3.4案例的学习与维护

2.3本章小结

第三章面向工程机械的案例库设计

3.1工程机械案例特点

3.2扩展对象模型

3.2.1扩展对象定义

3.2.2关系对象模型

3.2.3约束对象模型

3.2.4扩展对象模型举例

3.3案例的模型表示

3.3.1案例的对象表达

3.3.2对数据类型的支持

3.3.3案例的分层索引

3.3.4案例的场景权值

3.4本章小结

第四章案例推理及修正

4.1各种数据类型的相似度计算方法

4.1.1数值类型的属性的匹配计算

4.1.2文本属性的相似度计算

4.1.3逻辑属性的相似度计算

4.2多值属性的相似度计算

4.3案例对象的相似度计算

4.4案例的修正

4.4.1属性相似度修正

4.4.2权值和类相似矩阵修正

4.5案例的保存

4.6本章小节

第五章系统实现

5.1开发平台

5.2系统框架

5.3案例库的数据模型

5.4主要功能

5.4.1系统启动

5.4.2案例操作

5.4.3案例的检索

5.4.4案例的复用

5.4.5案例的修正和保存

5.4.6系统维护

5.6小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

在学期间研究成果

参考文献