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机械产品快速设计原理、方法、关键技术和软件工具研究

作　者: 齐尔麦
导　师: 徐燕申
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 机械产品快速设计广义模块化设计智能体并行协同设计计算机辅助技术
分类号: TH122
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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引　用: 27次
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内容摘要

在日趋激烈的市场竞争条件下，机械产品快速响应设计技术对于增强制造企业快速响应市场需求的能力，在市场竞争中占据有利地位具有重要意义。本文对机械产品快速设计的理论、方法和关键技术进行了系统的研究，建立了基于多技术融合的快速设计技术体系。主要研究内容包括：1．介绍了机械产品快速设计的相关概念，并对其关键技术，包括模块化设计技术、计算机辅助技术、KBE技术及并行协同设计技术的国内外研究状况、发展趋势及其在机械产品设计开发中的应用进行了综述；2．在对机械产品快速设计基本原理的研究基础上，建立了以模块化设计技术为基础，引入智能化设计技术和计算机辅助技术的多技术融合的快速设计技术体系和面向对象的机械产品集成化数据模型；3．在传统模块化设计技术的基础上，引入柔性模块和虚拟模块的概念，提出了机械产品广义模块化设计方法，并研究了广义模块化产品族及模块系统规划技术，提出了面向产品族的两阶段广义模块划分方法和基于图论方法的广义模块综合方法，广义模块化设计方法使模块化技术能够适用于更大范围内的机械产品设计；4．研究了基于KBE技术的机械产品智能化快速设计的相关技术以及KBE工具的构造方法，建立了面向对象的广义模块化产品知识框架模型，提出了知识模型与CAD模型的开放式集成模式；5．研究了基于智能体技术和多智能系统技术的机械产品并行协同式快速设计集成框架的构建方法，提出模块Agent的概念并构造其结构模型，建立了具有混合式拓扑结构的多智能体系统模型及基于网络通讯技术的多智能体协同设计通讯模型和协作、协调模型；6．在对机械产品快速设计理论、方法和关键技术研究的基础上，研制和开发了机械产品快速设计软件工具系统，该工具系统可以根据不同种类产品的特点进行定制，快速构造出针对特定产品的专用设计系统。

全文目录

第一章绪论  7-28
  1.1 快速设计技术的兴起和发展  7-10
    1.1.1 现代产品设计技术的发展趋势  7-8
    1.1.2 快速设计的概念  8-10
    1.1.3 企业对快速设计技术的需求  10
  1.2 快速设计关键技术的研究状况  10-23
    1.2.1 模块化设计技术的研究状况  10-15
    1.2.2 CAx技术的发展及其在现代产品开发中的应用  15-19
    1.2.3 KBE技术的研究和应用  19-20
    1.2.4 基于多智能体系统的协同设计的研究  20-23
  1.3 课题的提出及其主要研究内容  23-28
    1.3.1 课题研究的背景  23-25
    1.3.2 课题研究意义  25
    1.3.3 本文的主要研究内容和章节安排  25-28
第二章机械产品快速设计技术原理与快速设计系统体系框架  28-41
  2.1 机械产品快速设计技术原理的研究  28-33
    2.1.1 机械产品快速设计的内容及实施策略  28-29
    2.1.2 机械产品快速设计开发模式  29-33
  2.2 机械产品快速设计系统框架模型  33-37
    2.2.1 机械产品快速设计的技术构成  33-35
    2.2.2 快速设计软件工具系统的构成  35-36
    2.2.3 快速设计系统集成平台  36-37
  2.3 机械产品快速设计系统数据建模  37-41
    2.3.1 集成化的产品数据模型的信息构成  37-38
    2.3.2 面向对象的模块数据模型的建立  38-41
第三章广义模块化设计技术及方法的研究  41-69
  3.1 机械产品广义模快化设计的概念  41-46
    3.1.1 机械产品结构设计的特点  41-42
    3.1.2 广义模块化设计的定义  42-45
    3.1.3 广义模块的特征  45-46
  3.2 基于广义模块化的产品族及模块系统规划  46-52
    3.2.1 市场调研与分析  46-48
    3.2.2 矩阵化产品族系列规划  48-52
  3.3 基于功能分析的机械产品模块划分  52-63
    3.3.1 面向机械产品的功能分析  53-56
    3.3.2 面向产品族的模块划分算法  56-63
  3.4 面向机械产品的模块综合方法  63-69
    3.4.1 产品模块化结构布局的表达  64-65
    3.4.2 模块之间的连接性  65-66
    3.4.3 模块组合方案的形成  66-67
    3.4.4 模块方案的拼装  67-69
第四章基于KBE技术的知识化快速设计方法与工具研究  69-93
  4.1 KBE的概念  69-70
  4.2 模块化产品的知识建模  70-79
    4.2.1 知识的来源  70-71
    4.2.2 模块化产品设计知识的分类  71-72
    4.2.3 知识表示的方式  72-73
    4.2.4 面向对象的广义模块化产品的知识模型  73-79
  4.3 基于知识的产品方案快速设计推理技术  79-84
    4.3.1 基于知识框架的广义模块化产品及模块的匹配求解  79-82
    4.3.2 基于知识框架的广义模块参数求解  82-84
  4.4 产品知识模型与CAD模型的集成  84-87
    4.4.1 广义模块知识模型与CAD模型的开放式集成模式  85-86
    4.4.2 CAD模型接口功能的实现  86-87
  4.5 面向机械产品快速设计的KBE工具研究  87-93
    4.5.1 面向机械产品快速设计的KBE系统的结构  87-89
    4.5.2 知识采集和建模工具的构造  89-90
    4.5.3 基于知识的推理工具的构造  90
    4.5.4 CAD模型接口工具  90-93
第五章基于Agent技术的并行协同式快速设计集成框架的构建  93-116
  5.1 智能体及多智能体系统的概念  93-95
  5.2 基于Agent技术的快速设计集成框架的构建  95-104
    5.2.1 智能体技术对机械产品模块化快速设计的适用性  95-96
    5.2.2 模块Agent的构造  96-100
    5.2.3 CAx Agent的构造  100-101
    5.2.4 基于MAS的机械产品快速设计集成框架结构  101-104
  5.3 基于MAS的快速设计集成框架中Agent之间的通讯和协调  104-116
    5.3.1 Agent通讯机制  104-106
    5.3.2 Agent通讯语言  106-108
    5.3.3 基于模块设计任务分解的协作模型的建立  108-110
    5.3.4 基于黑板结构的模块化设计协调机制  110-116
第六章机械产品快速设计软件工具的开发  116-127
  6.1 快速设计软件工具系统总体概述  116-119
    6.1.1 开发及运行环境  116
    6.1.2 工具系统的总体构成  116-119
  6.2 快速设计工具集的功能及应用  119-127
    6.2.1 产品族规划及管理工具  119-123
    6.2.2 产品方案快速设计工具  123-124
    6.2.3 协同设计工具  124-127
结论与展望  127-129
参考文献  129-136

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