面向客户需求的数控机床方案设计参数建模技术研究

摘要

数控机床整机方案设计是数控机床研发的关键环节，主要通过客户需求分析和方案设计参数求解来实现。论文从数控机床客户需求入手，研究了基于需求元的客户需求多级递阶分析方法、基于黑箱原理的数控机床方案设计参数建模技术、基于自适应遗传算法的机床方案设计参数优化方法，开发了数控机床客户需求-设计参数转换系统软件，在数控机床整机方案设计中进行了应用。
　　论文的研究内容为:
　　第一章，综述了国内外客户需求分析及产品设计参数建模技术的研究现状，分析了现有技术在机床数字化设计阶段存在的问题，给出了论文研究的目的和意义，列出了论文的研究内容及组织结构。
　　第二章，研究了基于需求元的数控机床客户需求多级递阶分析技术。提出了需求元描述方法，归纳了数控机床客户需求的分类及特点，采用需求元对机床客户需求进行详细描述，构建了数控机床多级递阶需求模型，利用多级递阶需求模型中需求元之间的拓扑结构关系及关联关系获取规范、完整、合理的设计需求。以数控坐标镗床为例，阐述了基于需求元的数控机床客户需求多级递阶分析过程。
　　第三章，研究了基于黑箱原理的数控机床方案设计参数模型构建与求解方法，分析了方案设计参数模型中的元素构成，包括各类设计参数、约束及模型关系，详细论述了机床方案设计参数模型的构建过程，提出了基于实例推理的机床方案设计参数模型约束构建方法。规划了机床方案设计参数的求解路线。以数控坐标镗床为例，阐述了数控机床方案设计参数模型的构建及求解过程。
　　第四章，研究了基于自适应遗传算法的数控机床方案设计参数优化方法。构建了机床方案设计参数—成本目标函数，采用自适应遗传算法对设计参数的优化问题进行计算求解。以数控坐标镗床为例，阐述了基于自适应遗传算法的数控机床方案设计参数优化过程。
　　第五章，开发了数控机床客户需求-设计参数转换系统软件，在数控机床的整机方案设计中进行应用。
　　第六章，对论文研究工作进行了总结，对今后的研究方向进行了展望。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 客户需求分析与产品设计参数建模技术研究现状

1．2．1 客户需求描述与分析技术

1．2．2 机电产品方案设计参数建模技术

1．3 论文研究内容和组织结构

1．4 本章小结

2 基于需求元的数控机床客户需求多级递阶分析

2．1 引言

2．2 数控机床客户需求的需求元描述

2．2．1 数控机床客户需求分类及特点

2．2．2 数控机床客户需求元描述方法

2．3 基于需求元的数控机床多级递阶需求模型

2．3．1 需求元多级递阶模型定义

2．3．2 需求元多级递阶分析内容

2．4 数控机床多级递阶需求模型构建及分析方法

2．4．1 数控机床多级递阶需求模型构建

2．4．2 基于多级递阶需求模型的机床客户需求分析

2．5 数控坐标镗床多级递阶需求分析

2．6 本章小结

3 基于黑箱原理的数控机床方案设计参数模型构建与求解

3．1 引言

3．2 数控机床方案设计参数黑箱模型

3．2．1 数控机床方案设计参数模型定义

3．2．2 数控机床方案设计参数模型关联关系

3．3 数控机床方案设计参数约束构建

3．3．1 数控机床方案设计参数模型约束

3．3．2 数控机床方案设计参数约束的不确定性

3．3．3 基于实例推理的机床方案设计参数约束构建

3．4 数控机床方案设计参数求解方法

3．4．1 数控机床方案设计参数求解过程

3．4．2 基于整机设计参数的部件设计参数求解

3．5 数控坐标镗床方案设计参数模型

3．6 本章小结

4 基于自适应遗传算法的数控机床方案设计参数优化

4．1 引言

4．2 数控机床方案设计参数优化问题描述

4．3 数控机床方案设计参数优化建模

4．3．1 数控机床方案设计参数优化数学模型

4．3．2 数控机床方案设计参数—成本目标函数构建

4．4 基于自适应遗传算法的机床方案设计参数优化方法

4．4．1 自适应遗传算法

4．4．2 数控机床方案设计参数的自适应遗传算法求解

4．5 数控坐标镗床方案设计参数优化

4．6 本章小结

5 数控机床客户需求-设计参数转换系统的实现

5．1 引言

5．2 数控机床客户需求-设计参数转换系统体系结构

5．2．1 体系结构

5．2．2 功能模块组成

5．2．3 与现有软件的关系

5．3 数控机床客户需求-设计参数转换系统主要功能及实现

5．3．1 数控机床客户需求分析

5．3．2 数控机床设计参数构建

5．3．3 数控机床设计参数优选

5．3．4 数控机床需求设计及计算规则

5．3．5 数控机床设计参数基础数据扩展

5．4 本章小结

6 总结和展望

6．1 本文总结

6．2 工作展望

参考文献

作者简历