智能可裝配性設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、在現(xiàn)代制造業(yè)，裝配作業(yè)成本通常占全部生產(chǎn)成本的20-70％[1]。降低裝配成本，對提高產(chǎn)品競爭力，具有重要意義。可裝配性設(shè)計(jì)(DesignforAssembly-DFA)正是一種通過提高產(chǎn)品可裝配性，降低產(chǎn)品成本的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 相對于其它現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)而言，目前DFA技術(shù)在我國應(yīng)用很不普遍，同時(shí)也缺少一個(gè)有效的易于使用的DFA工具平臺(tái)。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和市場的個(gè)性化、多樣化需求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)尤其是裝配設(shè)計(jì)的復(fù)雜性越來越高，使得人們

2、對智能方法的需求越來越迫切，人們希望采用智能技術(shù)，在提高裝配設(shè)計(jì)質(zhì)量同時(shí)，把設(shè)計(jì)人員從繁重勞動(dòng)下解放出來。本文正是針對這一問題，開展智能可裝配性設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究，論文的主要研究工作包括:
　　 1、知識(shí)驅(qū)動(dòng)的裝配建模及結(jié)構(gòu)突現(xiàn)性研究
　　 在分析了現(xiàn)代制造業(yè)對產(chǎn)品裝配模型需求基礎(chǔ)上，基于裝配結(jié)構(gòu)突現(xiàn)性的功能分析，行為分析，過程分析，環(huán)境分析，提出了知識(shí)驅(qū)動(dòng)的模型化技術(shù)，構(gòu)建了面向產(chǎn)品全生命周期，支持不同先進(jìn)制造技術(shù)活

3、動(dòng)的產(chǎn)品裝配模型。
　　 2、零件對稱度自動(dòng)識(shí)別方法研究
　　 在分析零件對稱度自動(dòng)識(shí)別方法研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出了射線導(dǎo)引的零件對稱度自動(dòng)識(shí)別原理(GuidedRayDetectingforAutomaticSymmetryRecognition—GRDM)，GRDM充分利用了零件的幾何相關(guān)性，有效提高了識(shí)別效率和準(zhǔn)確性。
　　 3、基于知識(shí)與生物免疫機(jī)理的裝配序列規(guī)劃研究
　　 針對裝配序列規(guī)劃中存在的

4、裝配特征信息難于自動(dòng)獲取的瓶頸，提出了零件自由度矩陣(AssemblyDegreeofFreedomMatrix—ADFM)概念;針對裝配序列規(guī)劃計(jì)算量大，收斂慢等問題，提出基于生物免疫機(jī)理與啟發(fā)式知識(shí)的裝配序列規(guī)劃方法，降低推理難度。提出有序補(bǔ)余交叉算子(CrossoverwithOrderedComplementoperator—COC)及有條件跨代選擇算子(ConditionalCross-generationSelectiono

5、perator—CCS)，顯著提高了裝配序列規(guī)劃效率、質(zhì)量和健壯性。
　　 4、最小裝配單元生成與基于生物免疫機(jī)理的裝配調(diào)度研究
　　 針對變化生產(chǎn)環(huán)境下，裝配線平衡和調(diào)度問題的復(fù)雜性，提出了基礎(chǔ)裝配單元矩陣及其最小裝配單元生成算法。設(shè)計(jì)了抗體交叉算子，并進(jìn)行基于概率的抗體選擇，實(shí)現(xiàn)了基于生物免疫機(jī)理的裝配調(diào)度，有效提高了裝配調(diào)度的能力和敏捷性。
　　 5、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的可裝配性分類與評價(jià)
　　 針對傳統(tǒng)

6、DFA分類與評價(jià)技術(shù)問題，提出了基于模糊理論和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可裝配性分類與評價(jià)方法，針對動(dòng)態(tài)變化制造環(huán)境下依賴小樣本的裝配分類模型不易建立的問題，提出采用支持向量機(jī)(SupportVectorMachineSVM)的可裝配性分類預(yù)測方法，顯著提高了分類的正確性和精度。
　　 6、集成化智能DFA系統(tǒng)的構(gòu)造
　　 在以上理論與方法研究基礎(chǔ)上，構(gòu)建了集成化智能DFA系統(tǒng)一IDFA，為DFA理論與方法研究與應(yīng)用，提供了工具