復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)集成分析建模方法研究.pdf

1、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了從傳統(tǒng)的“基于經(jīng)驗(yàn)和試制試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的開(kāi)發(fā)手段向“基于組織知識(shí)和分析驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的研發(fā)體系轉(zhuǎn)變，集成化、智能化、參數(shù)化是數(shù)字樣機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。復(fù)雜產(chǎn)品多學(xué)科分析、協(xié)同優(yōu)化、生命周期多階段性能分析，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中基于知識(shí)組織、管理及重用等問(wèn)題，對(duì)設(shè)計(jì)理論方法、集成分析建模方法提出了新的要求。本文針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展了研究與探索，研究?jī)?nèi)容和成果主要體現(xiàn)在以下幾方面。 1.提出了基于數(shù)字樣機(jī)的復(fù)雜產(chǎn)品集

2、成分析方法體系，對(duì)集成分析方法基本概念、技術(shù)框架、信息模型和形式化表示進(jìn)行了多角度研究，研究了以數(shù)字樣機(jī)建模方法、構(gòu)件化分析、多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化和多階段性能分析為核心的綜合分析方法，建立了實(shí)現(xiàn)多層次多學(xué)科多階段的分析過(guò)程的信息、知識(shí)以及過(guò)程表示的基礎(chǔ)理論。 2.研究分析了本體論關(guān)于知識(shí)組織與管理的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)本體類(lèi)、屬性和關(guān)系等要素定義，構(gòu)建了集成分析方法本體模型框架，提出了基于本體的數(shù)字樣機(jī)建模方法，為集成分析的實(shí)現(xiàn)奠定了知識(shí)表示

3、、組織與重用等實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)。 3.提出了以參數(shù)驅(qū)動(dòng)為特征、可重用的構(gòu)件化分析方法。以分析元作為分析知識(shí)、模型和信息等相關(guān)內(nèi)容的基本組織方式，以分析樹(shù)作為分析元層次結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系的組織方式，對(duì)構(gòu)件化分析的基本機(jī)制、實(shí)現(xiàn)過(guò)程、關(guān)鍵技術(shù)和任務(wù)規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，形成了復(fù)雜產(chǎn)品分析過(guò)程參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模型和過(guò)程規(guī)劃的理論方法。 4.研究并提出了構(gòu)件化分析與多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化建模的映射方法。該方法以分析元作為優(yōu)化的基本單元，復(fù)雜產(chǎn)品多學(xué)

4、科多層次分析元的性能目標(biāo)作為優(yōu)化約束，有效集成和利用各領(lǐng)域成熟的分析軟件，建立分析元優(yōu)化、領(lǐng)域優(yōu)化和產(chǎn)品優(yōu)化的多層次優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域、各層次對(duì)信息和資源的共享，為協(xié)調(diào)處理各種耦合和沖突，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了模型映射方法。 5.研究面向產(chǎn)品生命周期多階段的性能分析問(wèn)題，并建立構(gòu)件化分析與多階段分析建模的映射方法。分析產(chǎn)品生命周期多階段數(shù)字樣機(jī)演化規(guī)律，將其分解為分析元的構(gòu)成要素變化，建立描述產(chǎn)品全生命周期各類(lèi)信息的產(chǎn)

5、品模型組織方法。通過(guò)分析元的演化和重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期多階段性能的分析與評(píng)估。本文著重研究水電機(jī)組主軸設(shè)計(jì)數(shù)字樣機(jī)向加工數(shù)字樣機(jī)的建模與實(shí)現(xiàn)過(guò)程，二者分析結(jié)果的差異性證明了多階段性能分析的必要性。 在以上基本理論的研究基礎(chǔ)上，本文以水電機(jī)組作為復(fù)雜產(chǎn)品的具體結(jié)合對(duì)象，構(gòu)建其典型產(chǎn)品的分析樹(shù)和分析元，實(shí)現(xiàn)分析任務(wù)規(guī)劃、構(gòu)件化分析、多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化和多階段性能分析等方法在水電機(jī)組設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，充分驗(yàn)證集成分析建模方法在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)