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一类高档数控加工中心的模块化设计与方案求解技术及应用

作　者: 吴媛媛
导　师: 冯毅雄；谭建荣
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 高档卧式加工中心事物特性表模块表征模块划分模块评价模块化设计改进NSGA-Ⅱ算法优劣距离法模糊集方案求解
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着经济的发展,客户需求日趋多样化、个性化,模块化设计正是适应需求发展的一种设计方法,它可以缩短产品的设计周期、降低成本及满足客户个性化需求。为了使高档卧式加工中心模块化设计得以有效进行,本文在高档卧式加工中心模块表征、模块划分和模块评价等方面开展了研究。在此基础上,根据高档卧式加工中心的特点和企业的需求,设计开发了沈机高档卧式加工中心模块化设计系统。论文的主要内容如下：第一章综述了高档卧式加工中心的特点及发展状况。在此基础上,介绍了模块表征、模块划分及模块评价等技术的研究现状,分析了现有模块化设计方法的不足,提出了高档卧式加工中心在模块化设计与方案求解技术中需要解决的问题,给出了本文的研究内容和结构框架。第二章研究了高档卧式加工中心模块表征技术,提出了一种基于事物特性表的高档卧式加工中心模块多属性表征技术。首先对高档卧式加工中心的主要属性进行描述,运用事物特性表进行属性的形式化表达,在高档卧式加工中心零部件的几何结构基础上,添加功能、性能、结构、接口等属性,完成高档卧式加工中心模块的表征。然后利用模块间的约束规则,得到高档卧式加工中心产品树模板。最后通过卧式加工中心模块表征实例,详细阐述了基于事物特性表的模块表征技术,验证了该方法的可行性。第三章研究了高档卧式加工中心模块划分技术,提出了基于改进NSGA-II算法的高档卧式加工中心模块多目标划分技术。首先介绍了模块划分过程及原则,然后考虑高档卧式加工中心属性驱动的划分准则,构建零部件相关度矩阵并对其进行化简,提出基于模糊集的高档卧式加工中心模块初步规划。最后利用改进NSGA-II算法对模块划分方案进行求解,得出最佳的模块划分方案集。以HMS系列卧式加工中心的模块划分作为应用实例,详细阐述了基于改进NSGA-II算法的模块划分技术,对上述方法的有效性进行了验证。第四章研究了高档卧式加工中心模块评价技术,提出了改进优劣距离法的高档卧式加工中心模块评价方法。对高档卧式加工中心模块方案的评价准则进行确定,并利用赋权法决定各个准则在划分方案中的权重。利用改进的优劣距离法将模块在多个准则下进行评价,进而得到最佳的模块方案。第五章结合实际项目,开发了沈机高档卧式加工中心模块化设计系统,对主要功能模块及实现技术进行了阐述,并在面向机床行业的项目中应用和实施,验证了本文提出的理论及方法的可行性和实用性。第六章总结了全文的研究内容及工作,并对今后的研究方向进行了展望。

一类高档数控加工中心的模块化设计与方案求解技术及应用

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