知识集成环境下产品配置设计过程管理技术研究

摘要

信息化改造是提高企业研发能力、实现转型升级的重要手段之一。目前我省制造业企业CAD的应用已完全普及，其他各类信息化工具正在逐步普及过程中，已初步形成了信息化集成制造环境。
　　在信息化集成制造环境中，大量零件参数数据尚没有被充分利用。本文针对需求量较大的配置设计任务，通过引用可配置产品模型中的节点属性建立设计知识的一般模型，根据知识计算设计参数之间的迭代敏度并明确参数关联，进而得到初始的参数级设计结构矩阵(DSM)。针对产品设计过程中任务组织过度依赖经验、不易定量控制以及设计效率低下等问题，提出一种配置设计中与设计知识集成的过程管理方法。基于传统DSM优化方法，提出知识集成环境下设计过程的分阶段任务重组及评价方法，最终得到任务粒度适当的设计过程规划。
　　在此基础上提出一种基于条件设计结构矩阵的过程动态组织方法。首先分析了设计过程中考虑条件约束的必要性，通过对设计知识及条件参数的引用建立条件约束模型，然后在传统的参数级DSM模型中引入条件知识维，构成条件DSM三维模型。进而在该模型的基础上利用设计过程中时变的条件DSM叠加视图，动态地进行后续过程重构。
　　在上述思想上开发了通用的配置设计工作流支持系统，以汽车减震器设计的过程建模和汽车等速万向节传动轴的设计过程动态组织为例，说明上述思想的可行性，结果表明，上述方法可支持频繁的上游零件参数试探性选取而不会造成开发周期大量延长，并且依赖设计经验较少，自动程度高，有利于提高设计并行度。
　　最后面向更广泛的、不易形式化表达的模糊类设计资源，初步提出了支持动态过程组织的智力资源集成系统原型框架，分析了该系统的功能需求原则。以XML、Web Services等技术为支撑手段，以一个有限元分析计算资源的集成实例说明了该思想的可行性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 并行设计概述

1．2．2 产品可配置模型及设计知识管理研究现状

1．2．3 产品开发过程建模、重组研究现状

1．3 本文主要研究内容及框架结构

1．3．1 当前研究的不足

1．3．2 本文的主要研究内容

1．3．3 本文的章节安排及结构关系

2 基于可配置产品模型的参数级过程模型

2．1 设计结构矩阵概述

2．2 可配置产品模型中的设计知识

2．3 基于知识推理的任务组织方法

2．4 集成知识环境下的过程重组

2．4．1 顺序排序重组

2．4．2 合并搭接重组

2．4．3 迭代解耦重组

2．4．4 重组策略分析

2．4．5 重组评价

2．5 小结

3 产品配置设计过程动态组织方法

3．1 工作流模型中的任务管理概述

3．2 知识集成环境中的过程条件约束

3．3 条件DSM三维模型

3．4 产品开发过程的动态组织策略

3．5 动态工作流支撑软件的实现

3．6 小结

4 参数级产品开发过程重组及动态规划实例

4．1 参数级产品开发过程重组实例验证

4．2 产品开发过程动态组织实例验证

4．3 系统实现

5 支持开发过程动态管理的工业云计算系统框架

5．1 引言

5．2 系统框架

5．2．1 系统体系结构

5．2．2 云端智力资源的创建与组织

5．2．3 系统对产品开发过程动态性的支持

5．3 实例研究

5．3．1 强度分析云端体系结构

5．3．2 强度分析过程

5．3．3 一个强度分析计算实例

5．4 小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

参考文献

作者取得的科研成果及参与的项目