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《西北工业大学》 2002年
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数字化产品预装配序列生成、评价与优化研究

李磊  
【摘要】: 在并行工程中,数字化产品序列预装配规划问题属于NP难题,是自动化领域研究的热点问题之一。 在规划数字化产品装配序列中,核心问题有三个:①产品装配模型的定义;②装配序列的求解策略;③装配序列的评价及优化。本文结合国内外研究现状和实际情况,针对数字化产品装配序列规划中的关键技术进行了深入研究,提出了一套解决大规模装配体装配序列生成、评价与优化问题的方法。本文主要研究内容和创新工作包括: ①产品装配信息模型是研究装配序列规划的基础和主要内容。在本文的研究中,提出了一种面向装配规划的层次装配模型,该模型首先从CAD系统获得产品装配模型的基础数据,在此基础上进行数据处理,将装配信息分两层存储,低层装配模型信息存储具体的零件几何形状与位置信息;高层装配模型信息存储零件之间抽象的接触和联接关系信息。该层次模型包括零件(产品)信息、装配关系、装配树等完备的产品信息。 ②本文提出基于知识推理及模糊理论,结合子装配与聚族提取以及装配树,利用层次联接关系图,将一个复杂的装配序列求解问题转化为若干个相关的小规模装配序列求解问题,并用一种层次与或图结构存储装配序列,使割集法求解装配序列的计算复杂度大大降低。本算法不仅能够生成全部可行装配序列,而且可使序列达到优化或接近优化。该算法克服了以往装配序列生成算法的主要缺点,增强了算法效率及可靠性,能够处理的零件数目大大增加。这种模拟问题归约法的求解思想是解决大规模装配体装配序列求解问题的有效途径。 ③在割集法生成装配序列的过程中,本文提出利用子装配体的局部分离运动自由度矩阵和子装配体的内部运动自由度矩阵来判断每个装配割集生成的两个子装配体的局部几何可行性、稳定性。并引入子超集规则、机械可行性和技术可行性等判断,对装配割集逐级进行可行性判断。在割集法生成装配序列的早期删除不满足稳定性和几何可行性的分割,将问题消灭在问题发现的早期。 ④将模糊理论用于装配序列的评价,是本文的一个创新点。通过分析影响 摘 要 装配序列质量的各种因素,利用模糊理论,本文建立了装配序列模糊综合评价模 型,可以对装配序列进行定量的评价,依据评价的结果对装配序列进行筛选,并 且对装配序列忧化结果进行验证。本方法与现有的其他评价与优化方法相比较, 具有评价客观全面,易于操作的特点。 ⑤将装配序列优化按照问题来源不同,分解成两个独立问题分别解决是本 文首次提出的。对于第一类由于装配序列自身不优化问题,分别对二叉树表示和 与或图表示的装配序列,采用专家系统与带成本的与或图搜索算法,进行了局部 和全局两个层次上的优化。对于第二类由于生产环境变化引起的优化问题,利用 网络计划方法进行装配序列的优化。这两类装配序列优化问题的解决,对于解决 将数字化产品装配序列规划技术应用到实际生产中具有重要的意义。 ③基础零件选择的恰当与否直接影响到装配夹具、装配设备的选择,对装 配成本的影响很大。本文提出采用知识推理的方法确定基准件,并总结出一组规 则,可以准确、可靠的判断装配操作中的基准件。 ①根据本文的理论研究成果,开发研制了装配序列原型系统。这个原型系 统完成之后,起到了验证本文各项理论的作用,达到了预期的效果。本文提出的 大规模装配序列生成、评价及优化方法,通过装配实例分析,证明是完全可行而 高效的。 本文的研究内容是解决数字化产品预装配规划问题的核心与关键,为进一 步开发实用化预装配系统奠定了坚实的理论和技术基础。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP399

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 赵庆丹;郑国磊;冯子明;杜宝瑞;;飞机装配工序的可视化建模及仿真[J];工程图学学报;2008年01期
2 张勐;古天龙;;基于带权无向连接图的子装配体识别方法研究[J];桂林电子科技大学学报;2008年01期
3 田蕴;刘健;丁志敏;;面向需求的产品装配模型变型设计框架研究[J];机电产品开发与创新;2007年01期
4 钟艳如;梁永强;黄美发;古天龙;;装配几何可行性判别的符号OBDD技术研究[J];计算机工程与应用;2007年03期
5 曹玉君,尚建忠,唐力,张志雄;装配顺序规划中子装配体的识别方法研究[J];机械;2004年11期
6 梁勇强;隆峻;刘峰;;提高产品装配联接图分解效率的算法研究[J];玉林师范学院学报(自然科学版);2008年03期
7 沈政昌;;基于实例推理的大型浮选机动态设计和选型系统设计研究[J];有色金属(选矿部分);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 董天阳;智能装配规划中的若干关键技术研究[D];浙江大学;2005年
2 戴国洪;数字化预装配建模与序列规划技术的研究[D];南京理工大学;2007年
3 曾聪文;面向装配序列规划的进化算法研究[D];西安电子科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺新军;HC轧机的虚拟装配设计及有限元仿真的研究[D];燕山大学;2010年
2 李明宇;基于关节臂式坐标测量机的某飞行器装配测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 王水生;柔性工装平台控制系统设计[D];沈阳航空航天大学;2011年
4 李长春;机械产品虚拟装配信息建模的研究[D];苏州大学;2004年
5 赵岚;数字化预装配系统中的若干问题研究[D];浙江大学;2006年
6 高艳丽;基于三维CAD的装配顺序规划系统的研究与开发[D];华中科技大学;2005年
7 刘洪涛;基于STEP的装配序列规划及其仿真研究[D];山东大学;2006年
8 沈琦萍;数字化装配序列规划系统的研究与开发[D];南京理工大学;2006年
9 王博;船舶虚拟装配工艺优化仿真研究[D];大连理工大学;2006年
10 杜赟曦;面向三维模型的装配关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 张越,徐家球,张伯鹏;机器人化装配过程中的规则与判断支持[J];机器人;1993年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 李星梅;乞建勋;苏志雄;王晶;;基于机动时间的项目工期单因素不确定性分析[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
7 王自军;郑国磊;杜宝瑞;;基于飞机三维模型的装配单元快速划分方法[J];北京航空航天大学学报;2009年12期
8 段桂江,冯辛安,杨敬涵;一种新的参数化标准件库开发技术的研究[J];北京航空航天大学学报;1997年02期
9 彭其春,包燕平,田乃媛,王德城,张汉新,曾呈校;一体化生产管理系统炼钢计划子系统设计[J];北京科技大学学报;2002年01期
10 常向青,宁汝新;装配与拆卸序列的自动生成与评价方法研究[J];北京理工大学学报;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏志雄;乞建勋;李星梅;易红梅;张钰琴;贾海红;;基于CPM原理和Dijkstra算法的SPM网络计划模型及性质[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
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3 程寒生;阎祥安;;基于生产计划的大物流工程项目类制造系统的一种物流调度模型[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
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5 芦俊;颜景平;陈俊杰;;双臂机器人轴孔装配的分级控制器设计[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
6 徐新黎;戴欣华;郝平;王万良;;混合生产过程的多目标计划优化模型及粒子群求解算法[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
7 王晶;李星梅;乞建勋;;基于亏值研究的三元序链优化新方法[A];中国企业运筹学学术交流大会论文集[C];2008年
8 李翔;魏汉英;;工程项目中单工序对其他工序的数量敏感性分析[A];中国企业运筹学[C];2009年
9 公晓莺;罗尧治;;面向空间结构自由曲面重建技术[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
10 崔芮华;王志成;常国梅;王丽娟;;基于Pro/Engineer的虚拟装配系统的研究[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年
2 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
3 张秀芬;复杂产品可拆卸性分析与低碳结构进化设计技术研究[D];浙江大学;2011年
4 周密;面向建筑造型的图形软件支撑系统[D];中国建筑科学研究院;2009年
5 王宏亮;钢铁企业多粒度分型生产计划管理方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 周炜;单元化装配规划关键技术研究[D];华东理工大学;2011年
7 王念东;集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
8 田颖;EOL产品拆卸序列规划研究[D];天津大学;2010年
9 张丹;航天产品虚拟装配工艺设计技术及其应用基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 邱彦杰;反向工程中自动精确模型重建的关键技术研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭冬雪;船舶首部结构装配序列研究[D];大连理工大学;2010年
2 黄武刚;船舶在波浪中航行时稳性研究及危险性分析[D];大连理工大学;2010年
3 崔金龙;BHS40110型博后筛动力学性能及振动模态研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 王靓靓;国际工程物流项目中运输方案优化研究[D];大连海事大学;2010年
5 梁颖;语义特征造型中特征识别技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 邢丽伟;基于细胞元的语义特征造型重构机制的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 胡江华;基于QFD、TRIZ和CE的Q-T-C产品创新模型研究[D];南昌大学;2010年
8 王宗政;基于八阶PDE的Bézier曲面构造方法[D];浙江大学;2010年
9 郭晓辉;阳宗海发电公司运营管理研究[D];云南大学;2010年
10 李湛;产品装配规划算法的研究与实现[D];北方工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡志鹏,杨燕;我国塑料机械市场发展现状与趋势[J];工程塑料应用;2004年04期
2 吴晓丹,彭玉成,蔡业彬;聚合物/超临界CO_2挤出发泡中影响进气状况的因素[J];工程塑料应用;2005年09期
3 吕家平,张新梅,李响,王拴虎;AutoCAD五种二次开发工具及其优缺点[J];兵工自动化;2000年04期
4 刘江省,姚英学,赵焕菊;数字化装配技术[J];兵工自动化;2004年05期
5 熊会祥;朱元昌;邸彦强;刘颖;;基于AHP-模糊综合评估方法的虚拟装备训练评估模型[J];兵工自动化;2008年12期
6 吴威,隋爱娜;具有位置力混合控制的虚拟装配模型[J];北京航空航天大学学报;2001年04期
7 卢鹄;范玉青;;飞机结构产品的数字化定义[J];北京航空航天大学学报;2006年05期
8 刘慧,耿孝正,曹达鹏;侧间隙的一个新定义——双螺杆几何学的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年03期
9 黄奎;莫健华;钟凯;余立华;史玉升;;柔性关节臂式测量机的误差仿真分析[J];北京科技大学学报;2010年10期
10 常向青,宁汝新;装配与拆卸序列的自动生成与评价方法研究[J];北京理工大学学报;2001年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白芳妮;数字化产品装配序列生成算法及相关技术研究[D];西北工业大学;2000年
2 沈春龙;虚拟制造可视化环境及其过程管理的技术研究[D];南京理工大学;2002年
3 汪惠芬;协同开发环境中CAD/CAM集成技术研究[D];南京理工大学;2002年
4 刘振宇;面向过程与历史的虚拟环境中产品装配建模理论、方法及应用研究[D];浙江大学;2002年
5 戴春来;参数化设计理论的研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 郑太雄;虚拟装配理论与方法研究[D];重庆大学;2003年
7 钟伟才;多智能体进化模型和算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
8 董天阳;智能装配规划中的若干关键技术研究[D];浙江大学;2005年
9 王孝义;数字化预装配环境下装配序列快速规划技术研究[D];南京理工大学;2006年
10 戴国洪;数字化预装配建模与序列规划技术的研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶晓华;船用辅锅炉仿真与智能评估系统[D];大连海事大学;2011年
2 胡汝豪;轮廓仪信号滤波调理与数字技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王显飞;涡轮机的数字化装配工艺规划与仿真[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 朱奎;空间机器人目标捕获的轨迹优化及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 郭坤;数字化产品预装配规划研究[D];西北工业大学;2001年
6 陈金华;机械系统的人机工程设计与参数化设计[D];南京理工大学;2002年
7 李永立;VRML环境下基于语义的产品装配设计技术研究[D];浙江大学;2002年
8 赵兵;基于MAS技术的多机器人智能装配系统的任务规划[D];北京工业大学;2002年
9 罗显光;装配仿真系统通用性及装配序列规划的研究[D];武汉理工大学;2002年
10 季忠齐;产品数字化预装配关键技术研究和实现[D];浙江大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚竞争;韩端锋;李健;;基于CATIA系统的虚拟装配仿真研究[J];船舶工程;2011年01期
2 刘剑;赵罡;;基于Web的飞机装配可视化系统研究[J];图学学报;2012年03期
3 刘华;古天龙;;装配序列规划问题的Benchmark生成算法[J];桂林电子科技大学学报;2010年02期
4 胡俊;蔡长韬;;基于Solid Works的磨头主轴箱装配工艺设计[J];信息安全与技术;2012年08期
5 刘晓平;李忠泽;徐本柱;朱吉满;何宏林;;基于工程语义约束的线束预装配自动规划方法[J];图学学报;2012年05期
6 刘阳;柳存根;;基于DELMIA的分段装配仿真研究[J];船舶工程;2012年06期
7 钟艳如;黄美发;古天龙;;装配序列生成的有序二叉决策图技术研究[J];计算机集成制造系统;2008年10期
8 赵燕伟;盛猛;苏楠;邢莉;;基于关联函数的复杂产品装配序列规划方法[J];计算机集成制造系统;2011年06期
9 龚京忠;李国喜;臧宇飞;杨尚飞;;基于有向图子装配识别的装配序列规划[J];机械设计与制造;2008年09期
10 曹德君;田锡天;耿俊浩;李洲洋;;在装配序列规划中子装配体识别方法研究[J];机械设计与制造;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李忠泽;徐本柱;刘晓平;朱吉满;何宏林;;汽车线束预装配自动规划方法研究[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张秀芬;复杂产品可拆卸性分析与低碳结构进化设计技术研究[D];浙江大学;2011年
2 周炜;单元化装配规划关键技术研究[D];华东理工大学;2011年
3 吴昊;民用飞机规划维修技术理论及应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 田颖;EOL产品拆卸序列规划研究[D];天津大学;2010年
5 李桂东;复合材料构件热压罐成型工装设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 戴国洪;数字化预装配建模与序列规划技术的研究[D];南京理工大学;2007年
7 彭涛;面向舱体内结构的智能装配技术与应用研究[D];华中科技大学;2009年
8 胡光忠;模糊可重构设计关键技术研究及其在转向架中的应用[D];西南交通大学;2012年
9 韩虎;飞机虚拟装配场景工艺及关键技术研究[D];上海大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭冬雪;船舶首部结构装配序列研究[D];大连理工大学;2010年
2 李忠泽;基于语义的汽车线束CAD系统设计[D];合肥工业大学;2011年
3 袁以明;变型设计与系统实现关键技术研究及其在电动工具中的应用[D];杭州电子科技大学;2011年
4 王明波;车辆虚拟装配数据管理系统的开发与研究[D];山东理工大学;2011年
5 贺可意;炸药破碎机虚拟装配工艺研究[D];长春理工大学;2011年
6 梁宇红;基于Virtools的钻夹具虚拟装配的研究与开发[D];华北电力大学;2011年
7 汤岑书;基于制造资源的加工特征识别方法研究[D];上海交通大学;2011年
8 冯廷廷;基于MBD的飞机装配工艺规划与仿真[D];南京航空航天大学;2011年
9 王海波;交互式三维装配工艺发布系统研究[D];华中科技大学;2011年
10 杨敬萍;现场可视化系统装配仿真关键技术的研究[D];沈阳航空航天大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 白芳妮,李磊,魏生民,贺辛亥;基于图分解的装配序列生成算法研究[J];机械科学与技术;2000年06期
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7 顾廷权,高国安,徐向阳;装配工艺规划中装配序列生成与评价方法研究[J];计算机集成制造系统-CIMS;1998年01期
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3 陈天凡;;虚拟装配及其工艺规划[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
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6 周思杭;产品装配质量设计、预测与控制理论、方法及其应用[D];浙江大学;2013年
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9 杨鑫华;基于软件设计模式的客车件冲模三维CAD系统研究与实现[D];大连理工大学;2002年
10 周晓明;生物材料低温保存中若干机械工程问题的理论和实验研究[D];电子科技大学;2010年
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1 杨光;针对某型发动机装配序列规划研究[D];东北大学;2008年
2 郭冬雪;船舶首部结构装配序列研究[D];大连理工大学;2010年
3 庞芝亮;飞行器数字化装配建模与序列规划研究[D];北京交通大学;2012年
4 韩佳颖;基于网络的虚拟装配系统[D];大连海事大学;2004年
5 余峰;自升式起重船分段虚拟装配序列优化研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 王淞灵;考虑结合面基础特性参数的数控机床装配精度研究[D];电子科技大学;2013年
7 苑明超;复杂产品装配过程规划及仿真技术的研究[D];东北大学;2008年
8 张翀;面向装配建模的约束管理系统研究[D];湘潭大学;2005年
9 李湛;产品装配规划算法的研究与实现[D];北方工业大学;2010年
10 朱涛;虚拟维修的模拟仿真[D];安徽理工大学;2006年
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