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《南京航空航天大学》 2005年
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基于知识的虚拟装配序列规划系统及其关键技术研究

张银  
【摘要】: 在并行工程中,利用计算机进行产品装配规划,推理确定装配序列,确保产品真实装配过程中装配序列的可行性和最优性,对进一步提高产品质量,降低产品成本,缩短产品生产周期具有重要意义。装配序列的生成问题是装配规划研究的核心,是评价、优化与选择装配序列的前提,是选择装配设备与夹具的依据,是实现装配过程仿真的基础。 在装配序列的生成中,随着装配体中零件数量的增加,会引起计算上的“组合爆炸”问题,本文针对这一装配序列生成的难点,提出一种解决复杂装配体装配序列生成问题的方法;综合知识系统、虚拟装配和装配序列推理等多种技术,构建了基于知识的虚拟装配序列规划系统(Knowledge-based Virtual Assembly Sequence Planning System,KVASPS)体系结构,并深入研究了KVASPS的实现方法和关键技术。本文主要研究工作如下: 1.为了克服基于知识、推理和虚拟装配的装配序列规划方法各自在解决复杂装配体装配序列规划问题的弊端,本文将基于知识、推理和虚拟装配的装配序列规划方法相结合,提出基于知识的虚拟装配序列规划方法。该方法结合了自动装配序列规划和虚拟装配序列规划的优点,是解决复杂装配体序列规划求解问题的有效途径。 2.为了保证复杂装配体装配序列的准确、高效生成,克服割集法在解决自动装配序列规划问题的弊端,提出了基于知识装配序列生成和评价方法及初始模型扩充理论,构建了描述装配语义关系的装配模型,在此基础上实现了高效的自动装配序列规划,采用分阶段和分任务方法对装配序列规划问题进行求解,最终简化了自动装配序列生成难度。 3.研究了基于实例和装配复杂度的产品组件分类方法。通过子装配体识别获得稳定的组件,构建了面向装配序列规划的实例模型,基于该模型设计了实例匹配算法;构建了有效的装配复杂度计算的算法模型,根据组件的装配体属性、组件属性和操作属性,提出了有效的基于装配复杂度分类算法。 4.提出并构建了适用于知识表示及知识获取的虚拟装配模型,在分析虚拟装配环境中的装配过程数据特征的基础上,提出虚拟装配环境中的基于粗糙集的知识获取方法,该方法结合了仓库网格在不熟悉领域的情况下对问题领域评估的能力以及粗糙集在处理散乱数据上的优点,有效地解决了虚拟装配环境中知识获取的难题,为实现KVASPS的智能性提供了技术基础。
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