大型发电设备制造工艺设计信息化平台的关键技术与应用研究

摘要

大型发电设备具有零部件数量多、形状复杂、制造周期长、工艺复杂、精度要求高等特点,通用的计算机辅助工艺设计(CAPP)系统难以满足其制造工艺复杂性和动态性的要求.因此,对适应这类复杂机械产品的工艺设计方法和专用工艺设计信息化系统进行研究对促进中国大型发电设备制造企业的快速反映能力,提高市场竞争力有重要作用.用于大型发电设备制造企业的工艺设计信息处理系统不仅能用计算机技术完成复杂产品的工艺文件设计,还应具备工艺设计过程管理、工艺信息资源管理以及与产品数据管理(PDM)系统、企业资源规划(ERP)系统等进行信息交互共享等功能.因此,研究集工艺设计、工艺资源管理、工艺文档管理与工艺设计过程管理为一体的工艺信息处理系统是推动发电设备制造企业全面实施工艺信息化的一个关键问题.该文以国家863/CIMS主题项目

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1论文研究工作的背景和课题来源

1.2发电设备制造行业现代集成制造技术研究概况

1.3大型汽轮机工艺设计信息化需求分沂

1.3.1大型汽轮机制造行业特征分析

1.3.2大型汽轮机工艺设计特点分析

1.3.3大型汽轮机计算机辅助工艺设计(CAPP)的应用概况与存在问题

1.4计算机辅助工艺设计与过程管理研究综述

1.4.1 CAPP的研究与应用

1.4.2 CAPP技术研究的发展趋势

1.5研究目标及主要研究工作

1.5.1研究目标

1.5.2本文研究的技术路线

1.5.3本文的主要研究内容

2发电设备制造工艺设计平台系统的体系结构

2.1汽轮机制造企业产品信息流程与工艺设计管理模式

2.1.1汽轮机制造企业产品信息流程

2.1.2工艺设计管理模式

2.2汽轮机制造工艺设计信息系统的功能需求

2.3发电设备制造工艺设计平台系统的开发目标

2.4发电设备制造工艺设计平台系统的体系结构

2.4.1发电设备制造工艺设计平台系统的基本逻辑构成体系

2.4.2发电设备制造工艺设计软件系统的功能模型

2.5发电设备产品设计的信息模型与集成应用方法

2.5.1产品信息模型的描述与构建

2.5.2 CAPP从PDM获得产品设计信息方法

2.5.3异地设计数据(EBOM)传递

2.6 工艺资源的信息模型

2.6.1工艺资源定义、分类

2.6.2 工艺资源描述方法及工艺资源结构树的实现方法

2.7 工艺设计的信息模型

2.7.1工艺设计信息处理模型

2.7.2 工艺设计信息格式化

2.8产品工艺信息的管理方法与关系模型

2.8.1面向产品的工艺信息管理

2.8.2面向对象的产品工艺信息关系模型

2.8.3产品工艺信息关联的数据库描述

2.9发电设备制造工艺设计平台系统的安全模型

2.9.1基于用户-角色-权限的安全管理模式

2.9.2基于用户-角色-权限的安全管理模式实施方法

2.9.3 SCU-CAPPTool系统安全模型实例

2.10小结

3工作流驱动的工艺设计过程动态建模方法

3.1工艺设计过程动态建模的设计思想

3.1.1工艺设计过程管理相关定义和概念

3.1.2本文建模的设计思想

3.2基于工作流的工艺设计过程管理原理

3.2.1工艺设计过程管理描述

3.2.2 工艺设计工作流执行原理

3.3基于知识的工作流系统建模原理与应用

3.3.1基于知识的工作流系统建模原理

3.3.2发电设备制造工艺签审工作流建模方法与应用实例

3.4基于遗传算法的任务元分派原理

3.4.1问题描述

3.4.2基本定义和目标模型

3.4.3任务元分派问题的遗传算法设计

3.4.4遗传算法实现

3.5小结

4大型汽轮机制造工艺知识描述与发掘技术

4.1大型汽轮机制造工艺知识描述模型

4.1.1汽轮机制造工艺知识应用意义

4.1.2 工艺知识的定义与分类

4.1.3 工艺决策知识表示模型

4.1.4辅助型工艺知识库定义与描述

4.2基于数据挖掘技术的辅助型工艺知识库建立方法

4.2.1工艺数据收集

4.2.2工艺数据预处理

4.2.3知识自动获取技术

4.3基于工艺数据聚类的工艺字典提取方法

4.3.1 工艺数据聚类分析的基本思想

4.3.2应用于工艺字典提取的聚类分析算法

4.3.3结果的解释评估——生成工艺字典

4.4基于工艺序列模式的常用工艺元知识发现方法

4.4.1序列模式中知识发现问题描述

4.4.2制造工艺序列中的常用工艺元知识发现方法

4.5工艺知识挖掘算法应用实例

4.6知识的有效性检查与维护

4.7小结

5基于实例推理的工艺重用技术及其在汽轮机关键零部件工艺设计中的应用

5.1制造工艺实例知识定义与描述

5.1.1标准工艺

5.1.2典型工艺

5.1.3实例工艺

5.1.4制造工艺实例知识的组织模型

5.1.5制造工艺实例知识库的管理

5.2基于实例推理的工艺决策方式与设计方法

5.2.1基于“实例+规则”的工艺决策逻辑执行过程

5.2.2渐进式工艺决策知识应用策略

5.2.3基于实例知识向导的交互式工艺设计

5.3汽轮机叶片部件基于实例推理的关键技术研究

5.3.1汽轮机叶片部件的特征层次建模方法

5.3.2汽轮机叶片部件相似度算法

5.3.3汽轮机叶片部件相似度算法应用

5.4汽轮机转子主轴相似工艺的判定算法

5.4.1汽轮机转子主轴建模方法

5.4.2相似工艺实例抽取策略与相似度计算方法

5.4.3汽轮机转子主轴相似度计算应用方法

5.5汽轮机回转体零件相似工艺判定算法

5.5.1回转体零件建模方法

5.5.2相似工艺实例抽取原理与应用方法

5.5.3实例工艺信息筛选

5.6小结

6网络化远程协同工艺设计原理与实施技术

6.1网络化远程协同工艺设计的体系结构

6.1.1远程协同工艺设计系统特点

6.1.2远程协同工艺设计系统的体系结构

6.1.3系统功能模块

6.2远程协同工艺设计的管理技术

6.3基于Agent的协同工艺设计实现方法

6.3.1 工艺Agent的分解

6.3.2基于Agent的协同工艺设计过程

6.3.3多Agent协作关系

6.3.4实现技术

6.4远程协同工艺设计系统的开发应用实例

6.5小结

7工艺资源管理与网络分布式CAPP工具系统的开发技术与应用实例

7.1 SCU-CAPPTool系统模型

7.2基于构件的SCU-CAPPTool平台系统开发技术

7.2.1构件模型化描述

7.2.2基于构件的SCU-CAPPTool系统开发模型

7.2.3构件提取方法在SCU-CAPPTool系统中的应用

7.2.4 SCU-CAPPTool采用的分布式组件策略

7.2.5基于可重构的SCU-CAPPTool系统设计策略

7.3工艺设计过程集成数据管理的实现方法

7.3.1工作流程数据模板定义

7.3.2任务分配

7.3.3审批流程的实现

7.3.4审批流程的监控

7.4主要运行实例[169]

7.4.1 工艺资源管理分系统

7.4.2工艺设计分系统

7.4.3工艺管理分系统

7.4.4工艺文档管理分系统

7.5系统应用与效果

7.5.1系统使用情况

7.5.2应用效果

7.6小结

8结论与展望

8.1全文总结

8.2主要创新点

8.3今后工作展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

攻读博士学位期间的科研情况

攻读博士学位期间的获奖情况

致 谢

论文声明

附录