基于图模板的小型农机产品配置方法研究及应用

摘要

大批量定制生产是以大规模生产的效率和成本向客户提供个性化定制产品的一种生产模式，产品快速配置技术成为了企业根据市场需求快速提供符合客户个性化要求的产品，响应和占领产品市场的关键。本文在国家自然科学基金(50375146)、教育部博士点基金项目(20040337002)和科技部国际合作重点项目(2005DFA70380)等课题的资助下，以小型农业作业机产品为研究对象，对产品快速配置理论及方法进行了深入的研究：采用模板的面向对象表达和多级化思想构建了农机产品族的模板体系；提出有向图表达模板的具体信息和结构的方法，并通过图运算实现产品的局部创新设计和快速变型设计；建立了“实例搜索(CBR)-模板-基于规则的推理(RBR)”三阶段配置模型；最后以典型小型农业作业机产品为实例，进行了基于图模板技术的农机智能配置设计原型系统开发。论文主要包括以下内容： 第一章首先介绍了小农机产品的研究现状和存在问题，针对农机企业在大批量定制生产模式面临的产品快速开发和个性化定制问题，通过大批量定制技术和产品配置技术的应用和研究现状分析，提出了本文的研究内容和组织结构。 第二章在农机产品模块化设计和划分思想的指导下，对农机产品族系列和产品布局进行了的具体模块划分进行了研究，并提出在产品的模块化设计过程中引入产品模板思想，通过产品模板的面向对象表达和多级化划分技术构建了农机产品族的模板体系。 第三章针对现有产品配置设计方法和工程模板技术的不足，进行了基于模板技术的产品快速配置设计方法研究。提出采用有向图进行产品模板的具体信息和结构的表达，并通过图运算和同构变换实现产品的局部创新设计和变型设计；提出了“CBR-模板-RBR”三阶段配置模型和了基于图模板技术的农机产品快速配置设计流程。 第四章根据SAM产品的特点，提出采用关系模型进行SAM产品的数据组织和存储，建立了农机产品的实例库，提出了基于关键特征相似度匹配的实例搜索算法；进行了基于知识表达和规则推理的SAM产品智能配置方法研究，建立了农机产品的配置规则库，提出采用有向超图理论对规则库进行验证，并以SAM产品为例进行了基于规则推理的实例研究。 第五章在上述产品理论和设计方法的基础上，以SQL Server 2000为数据库平台、Visual Studio.NET为集成开发环境、C＃2.0为开发语言完成了农机产品智能配置系统的设计和实现，该系统具备产品查询、智能配置、方案设计等功能，能根据客户的功能需求快速拟定虚拟产品方案设计，为实现小型农机产品的大批量定制提供了一种可行的方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2小农机产品研究现状及存在的问题

1.2.1农机产品设计现状

1.2.2小农机产品开发现状

1.2.3小型农业作业机应用和设计存在的问题

1.3大批量定制

1.3.1大批量定制生产模式

1.3.2大批量定制的研究现状

1.4产品配置设计

1.4.1配置设计的概念

1.4.2配置设计的研究现状

1.5本文的研究内容和组织结构

1.5.1研究背景及研究内容

1.5.2论文的组织结构

1.6本章小结

第二章农机产品模块化设计与模板体系的划分

2.1农机产品的模块化设计与划分

2.1.1模块化设计的概念

2.1.2产品系列规划和总体布局

2.1.3 SAM产品的可重构模块规划与组合模式

2.1.4设施农业用SAM模块化实例

2.1.5模块化设计需要进一步解决的问题

2.2 SAM产品的模板体系

2.2.1模板的定义及特点

2.2.2 SAM产品设计中的产品模板技术

2.2.3模板的视图结构

2.2.4模板体系的面向对象表示及划分

2.3本章小结

第三章基于模板的SAM产品快速配置设计方法

3.1产品配置设计方法

3.1.1配置设计的定义及特点

3.1.2配置设计的实现方法

3.2工程模板技术

3.2.1工程模板技术应用现状

3.2.2现有工程模板技术的不足

3.3基于图论的产品模板表达

3.3.1 SAM产品的有向图表示

3.3.2图模板定义

3.4基于图运算的产品模板变异方法

3.4.1简单图运算

3.4.2图的同构变型

3.5基于图模板的产品配置设计流程

3.6本章小结

第四章产品实例库和配置规则库的组织和管理

4.1产品实例库

4.1.1实例的表示与存储

4.1.2农机产品实例库的建立

4.1.3基于相似度算法的实例检索和匹配

4.2配置规则库

4.2.1知识的表示

4.2.2规则表示

4.2.3规则库建立

4.2.4基于有向超图理论的规则库验证

4.2.5基于规则的推理实现

4.3本章小结

第五章基于图模板的农机智能配置设计系统开发与实现

5.1系统简介

5.2功能模块实现

5.2.1产品查询模块

5.2.2智能配置模块

5.2.3方案设计模块

5.2.4专家管理模块

5.2.5帮助模块

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文和参研项目