基于多智能体的注塑模具方案智能化设计研究

摘要

注塑模具方案设计的合理与否，直接关系到塑件的成型质量和生产效率以及模具的加工制造成本和生产周期，如何能够在最短的时间内，根据不同的塑件结构特点，设计出适合于塑件成型质量要求的合理的注塑模具结构，是现代模具技术研究的重要内容之一。智能化CAD技术的发展，为实现高质量的注塑模具设计提供了有效的途径和方法。因此研究注塑模具智能化设计技术与方法，是现代工业产品发展对注塑模具技术的必然要求。
　　本文基于对注塑模具设计过程特点和知识类型与内容的深入分析，提出应用多智能体技术与可拓学和发明问题解决(TRIZ)理论相结合的方法，研究了注塑模具方案设计过程的智能化实现技术。在JADE多智能体系统平台上，利用JAVA程序设计语言和SQL数据库技术，构建了注塑模具智能设计系统的总体结构。通过对注塑模具的功能结构组成和智能体内部信息通讯及结构体系的深入分析，建立了模具各功能结构与其相应的设计智能体之间的内在关系，并给出了设计智能体的通用结构模式;在此基础上，采用基于改进的合同网协议，构建了注塑模具智能设计系统各智能体之间的任务分配与协作机制，实现了模具整体设计任务的合理有序分配;同时，应用基于改进的可拓物元模型与产生式规则相结合的知识表示方法，对不同类型的注塑模具设计知识和专家经验进行了合理有效的描述，并建立了模具设计知识规则库;进而采用基于可拓学方法与TRIZ相结合的推理机制，以及可拓菱形思维及所建立的模具设计特征与TRIZ矛盾矩阵标准工程参数之间的关联关系，实现了智能化设计过程的有效推理和矛盾冲突的快速消解，获得了优化的模具组成结构设计方案。
　　最后，以矩形盒状壳体塑件为例，给出了注塑模具方案设计的智能化推理过程。结果显示，采用多智能体技术和可拓学与TRIZ理论相结合建立的注塑模具智能设计系统，能够有效的推理出正确合理的模具整体设计方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 智能CAD技术概述

1．1．1 智能CAD技术的特点

1．1．2 智能CAD技术的研究内容

1．2 注塑模具智能CAD技术发展概况

1．2．1 注塑模具智能CAD技术国内外研究现状

1．2．2 注塑模具智能CAD技术发展趋势

1．2．3 模具智能CAD技术研究存在的问题

1．3 课题的研究意义和主要内容

1．3．1 课题的研究意义

1．3．2 课题的主要研究内容

2 注塑模具设计过程分析

2．1 注塑模具的结构组成

2．2 注塑模具设计过程及特点

2．2．1 注塑模具设计过程及考虑因素

2．2．2 注塑模具设计的特点

3 注塑模具方案智能化设计的关键技术

3．1 多智能体技术

3．1．1 多智能体系统的基本概念及特点

3．1．2 智能体的体系结构及其设计

3．1．3 多智能体系统的通信与交互技术

3．1．4 多智能体系统的任务分解与分配

3．1．5 多智能体系统的协调与合作机制

3．2 可拓理论

3．2．1 可拓理论简介

3．2．2 基元的概念

3．2．3 可拓方法

3．2．4 可拓集合和关联函数

3．3 发明问题解决理论(TRIZ)

3．3．1 TRIZ基本含义

3．3．2 TRIZ体系结构及解决问题流程

3．3．3 TRIZ技术冲突解决原理

4 注塑模具方案智能设计系统实现

4．1 智能设计系统的总体结构设计

4．1．1 智能设计系统功能分析

4．1．2 智能设计系统总体框架

4．1．3 系统工作流程

4．2 智能设计系统的协作机制

4．2．1 模具整体设计任务的分解及其形式化描述

4．2．2 模具设计任务的分配和协作

4．2．3 系统设计智能体的状态变化

4．2．4 协作过程中智能体间的通信与交互

4．3 注塑模具方案智能设计系统知识库的建立

4．3．1 注塑模具设计知识的类型及特点

4．3．2 基于可拓物元模型的模具知识表示

4．3．3 可拓知识库的实现方法

4．4 基于可拓与TRIZ结合的推理机制

4．4．1 模具功能结构的初级推理

4．4．2 模具功能结构方案优化

4．5 注塑模具方案智能设计系统冲突的消解

4．5．1 智能设计系统冲突的类型及特点

4．5．2 智能设计系统冲突的解决模型

4．6 基于JADE的注塑模具方案智能设计系统的实现

4．6．1 注塑模具智能化设计平台和工具

4．6．2 智能设计系统的实现流程和类库结构

4．6．3 注塑模具设计智能体的实现

4．6．4 系统用户界面的设计

4．6．5 JADE的启动和实例化

5 注塑模具方案智能设计系统应用实例

5．1 注塑模具初始设计信息的输入

5．2 注塑模具方案的推理

5．3 设计结果的显示与保存

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢