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《华中科技大学》 2004年
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面向过程的产品智能协同设计研究

李玉良  
【摘要】:为了缩短产品的上市时间,必须改善产品设计人员对产品设计过程的整体认识水平,提高各自负责的设计任务的决策效率以及与其它人员之间的合作效率。本文以此为研究目标,着重就提高产品设计过程中的智能性做了探讨。 首先,在总结了已有的设计理论、设计范式和设计过程模型后,根据当今产品设计的模块化和参数化特点,提出了一个工程设计过程模型,模型描述了设计过程中的实体及实体之间的关系,着重分析了设计分解任务(模块任务)和设计推理任务(零件任务);鉴于设计重复对设计过程的影响,根据设计重复产生的不同原因,提出了两种重复消减方法,给出了任务依赖度的量化计算方法,推出了设计过程中不同任务连接模式的时间计算公式,设计人员据此可以对整个设计过程所花费的时间进行预测。 在上述设计过程模型基础上,提出了面向设计过程的智能协同设计方法(MP方法)。在MP方法中,针对于模块和零件任务,分别按照基于算法的设计范式和基于ASE(分析—综合—评价)的设计范式对这两种任务求解。在模块任务求解方法中,使用了基本的分解行为如参数分解和继承,在分解模型上使用了代理模型,并针对分解问题的多层递阶性和参数演化取值的需要,采用了多层分解技术。在零件任务求解方法中,将ASE设计范式和设计的参数化特点进行结合,能适应较为广泛的零件设计需求。而任务之间则采用敏感度分析方法进行协商。 根据上述产品设计方法,设计了面向产品设计过程智能协同设计系统。该系统由模块任务Agent、零件任务Agent以及信息服务器构成。模块任务Agent中集成了遗传算法对设计任务进行多目标分解,为设计人员提供不同的设计方案,零件任务Agent中的推理模块则集成了专家推理技术,以改善Agent的适应性和推理能力。为了考察Agent及其系统在协同设计方面的优越性,以减速器和变速箱为设计实例进行了验证,事实证明,系统能够减少设计人员的劳动负荷,提高设计决策和合作的效率。 最后对全文进行了总结,指出了进一步的研究问题。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB472

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