基于视觉形象思维的人机协同智能工艺设计系统研究

摘要

人机协同是提高工艺设计系统创造性、灵活性和智能化水平的有效途径,是CAPP技术进一步发展的方向.该文系统地研究了以综合集成人的智能、机器智能和计算为目标的人机协同智能工艺设计技术,包括以下主要工作:1、根据认知科学问题求解理论,将工艺设计问题形式化地表达为由初始状态、目标状态、状态转换操作以及约束四个基本元素组成的系统,并对各元素内容进行了详细的定义,形成了一个较为完整的工艺设计问题的形式化描述和表征;2、根据认知科学的疸求解策略理论,首次提出了基于知觉的工艺设计认知模型.3、根据思维科学的最新研究成果,该文分析了工艺设计过程中的思维活动,特别是形象思维活动的规律和作用,首次提出了工艺设计形象空间和抽象空间的概念;4、应用面向对象技术和可视化技术建立了既包含形象空间信息又包含抽象空间信息的工艺设计平台信息模型;5、根据工艺设计形象思维理论,首次提出了采用图形来直接表达形象类工艺数据知识的思想,建立了既包括文字符号双包括图像数据知识在内的,完整统一的工艺数据库系统.6、提出了具有柔性、高效和通用的工艺设计决策分级控制结构,确定了工艺设计思维习惯和设计模式的表示方法,设计了工艺设计基本任务的决策行为过程和程序模块;7、针对回转零件和车削加工方法开发了人机协同智能工艺设计系统原型软件,并通过实例的运行进行了验证.

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第一章绪论

§1.1课题来源及研究意义

§1.2 CAPP发展综述

§1.3相关学科综述

§1.4人机协同智能工艺设计系统研究思路和关键技术

§1.5本文主要研究内容及安排

第二章工艺设计的认知模型

§2.1工艺设计问题的表征

§2.2工艺设计问题求解的知觉策略

§ 2.3工艺设计中的形象思维活动

§2.4小结

第三章人机协同智能工艺设计系统总体方案

§3.1人机协同智能工艺设计系统基本概念定义

§3.2人机协同智能工艺设计系统总体结构

§3.3人机协同智能工艺设计原型系统开发环境与验证实例

§3.4小结

第四章工艺设计平台中的信息建模

§4.1信息建模的基本要求和方法

§4.2工件模型

§4.3工艺系统模型

§4.4工艺规程模型

§4.5小结

第五章工艺设计平台中信息模型的交互操作

§5.1信息模型的感知操作

§5.1.1感知活动的基本内容

§5.1.2感知活动的基本操作

§5.1.3感知活动的聚焦

§5.2工艺设计结果的执行操作

§5.2.1工艺设计结果的表示

§5.2.2信息模型的更改

§5.3小结

第六章工艺设计数据库的数据建模

§6.1工艺数据知识的图形表达

§6.2工艺数据库概念模型设计

§6.3工艺数据库的实现

§6.4小结

第七章工艺设计数据库的图形检索

§7.1基于形状的图形检索技术

§7.2形状特征的参数表征

§7.3形状特征的匹配算法

§7.4基于形状特征的图形检索过程

§7.5小结

第八章人机协同工艺设计决策过程和模式

§8.1工艺设计决策行为的分级控制结构

§8.2工艺设计的基本任务或意图

§8.3工艺设计思维模式和习惯的表示

§8.4工艺设计决策行为过程

§8.4.1决策行为的导航.

§8.5决策行为程序模块构造

§8.6小结

第九章原型系统用户界面设计与实例运行

§9.1系统用户界面设计

§9.2实例运行结果

§9.3小结

第十章结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

附录