论文题目: 产品4D信息模型的基础技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 吴翔
导师: 李刚炎
关键词: 产品信息模型,时空观,设计过程,超图,信息过滤器
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着计算机技术和信息技术的飞速发展及其在产品开发中应用的不断深入,许多先进的产品设计方法应运而生,产品信息及其特性产生了根本性变化,成为产品设计过程的核心和支柱,更是产品设计理论与技术研究的基础问题。本文基于时空观,首次提出了产品4D信息模型的概念,并对其基础技术问题进行了研究,主要研究内容包括: 1.针对并行设计、协同设计和产品全生命周期设计等先进设计方法,具体分析了产品设计过程中的时空特性,提出了产品4D信息模型的概念:在分析产品设计过程信息集成方式发展演变的三个阶段:过程序列、过程链和过程流的基础上,总结出产品设计过程中“时间”的并行、迭代和递进特性;对产品4D信息模型的时间维特性、基本特征、构成原则与模式、形成过程与关键技术等基本问题进行了研究。 2.分别采用面向对象的技术和超图理论对产品4D信息模型的表达问题进行了研究。基于对象,将产品4D信息模型分为三个层次,即数据层、数据对象层和业务对象层,提出了产品4D信息模型在不同时刻的数据结构、不同阶段的数据之间的联系的表达方法。在研究产品设计过程中信息特征的基础上,提出了用关联超图网络描述产品设计过程中信息的交流和用结构化超图描述产品4D信息模型的方法。 3.建立了基于特征和超图的产品4D信息的概念模型和基于超图数据结构的产品4D信息数据模型,应用扩展的基于超图的数据结构(HBDS)研究了产品设计过程中4D信息模型数据链系统。为实现信息的快速查询,提出了基于超图数据结构的产品4D信息数据的推理方法。 4.提出了基于网络产品设计过程中产品4D信息共享与交换的过滤方法,对过滤的对象与内容、过滤器的设计、过滤器的反馈机制和协作过滤机制、实现过程和功能基础进行了详细地研究。同时,对基于网络的产品4D信息过滤器的性能评价作了初步的探讨。 5.针对产品4D信息模型的具体特性,研究了在产品设计的具体阶段对产品4D信息模型进行动态评价的模型和关键技术,提出了基于小波网络的多属性评价算法,通过建立产品4D信息模型设计的评价系统体系结构,实现了产品4D信息模型在设计的各个阶段、不同层次的评价。 最后,以具体产品为例,开发了实验系统,验证了产品4D信息模型基础技术的正确性。
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 哲学时空观与产品设计过程的时空观
1.2 产品集成设计方法中信息的时空特性分析
1.3 本文研究的国内外主要研究现状
1.4 本文研究的目的与意义
1.5 本文课题支撑与主要研究内容
第2章 产品4D信息模型的基本问题
2.1 产品设计过程信息集成发展的三个阶段
2.1.1 过程序列
2.1.2 过程链
2.1.3 过程流
2.2 产品设计过程“时间”的并行迭代递进特性
2.3 产品4D信息模型的基本概念
2.4 产品4D信息模型的构成与特征
2.4.1 产品4D信息模型的构成模式
2.4.2 产品4D信息模型构成原则
2.4.3 产品4D信息模型的特征
2.5 产品4D信息模型的形成与关键技术
2.5.1 产品4D信息模型的形成过程
2.5.2 产品4D信息模型的关键技术
2.6 本章小结
第3章 产品4D信息模型的构建
3.1 产品设计过程信息的映射与特征
3.1.1 产品设计过程信息研究的理论基础
3.1.2 产品设计过程信息的特征
3.2 基于超图的产品4D信息模型构建的理论基础
3.2.1 超图的基本概念
3.2.2 进化超图
3.2.3 关联超图模型
3.2.4 关联超图网络
3.3 基于对象的产品4D信息模型
3.3.1 产品4D信息模型中的对象
3.3.2 产品4D信息模型中的层次及其信息关系
3.3.3 产品4D信息模型中阶段之间的信息关系
3.3.4 基于对象的产品4D信息模型结构化描述
3.3.5 产品4D信息模型中时间属性的描述
3.4 基于超图理论的产品设计过程信息模型的描述
3.4.1 基于超图的产品设计过程信息映射的描述
3.4.2 产品设计过程的关联超图模型
3.4.3 产品设计过程的关联超图网络模型
3.5 基于结构化超图的产品4D信息模型结构化描述
3.5.1 结构化超图的概念
3.5.2 基于结构化超图的产品4D信息模型结构化描述
3.6 本章小结
第4章 基于特征和超图的产品4D信息的数据模型
4.1 超图时空数据模型
4.2 基于特征和超图的产品4D信息的概念模型
4.3 基于超图的产品设计过程的特征分析
4.3.1 特征的分类
4.3.2 特征的联系与属性
4.4 基于特征的产品4D信息数据模型
4.5 基于超图数据结构的产品4D信息数据模型
4.5.1 基于超图数据结构的产品4D信息数据类型
4.5.2 基于超图数据结构的4D信息的数据链系统
4.5.3 基于超图的数据结构的产品4D信息数据的推理
4.6 本章小结
第5章 基于网络的产品4D信息的过滤
5.1 基于网络的产品4D信息过滤的特点
5.1.1 基于网络产品4D信息交换中需解决的问题
5.1.2 信息检索与信息过滤的异同
5.1.3 产品4D信息过滤与网络信息过滤的异同
5.2 基于网络的产品4D信息过滤器的设计
5.2.1 产品4D信息的分类和过滤的对象与内容
5.2.2 过滤器的体系结构
5.2.3 过滤器的设计原则
5.2.4 过滤器基本功能组件的设计
5.2.5 过滤器的特点
5.3 产品4D信息过滤实现的技术基础
5.3.1 产品4D信息过滤实现的理论基础
5.3.2 产品4D信息过滤实现的关键技术
5.4 基于网络的产品4D信息过滤器的反馈机制和协作过滤机制
5.4.1 过滤器的反馈机制
5.4.2 过滤器的协作过滤机制
5.5 基于网络的产品4D信息过滤器的评价
5.6 本章小结
第6章 产品4D信息模型的评价
6.1 产品4D信息模型评价特点与策略
6.1.1 产品4D信息模型评价的特点
6.1.2 不同设计阶段产品4D信息模型的评价策略
6.1.3 产品4D信息模型评价的常用方法及比较
6.2 产品4D信息模型评价过程与评价系统
6.2.1 产品4D信息模型的评价过程
6.2.2 产品4D信息模型的评价系统
6.3 设计各阶段产品4D信息模型的评价系统模型
6.3.1 面向总体方案决策的产品4D信息模型的评价模型
6.3.2 面向总体结构决策的产品4D信息模型评价模型
6.3.3 面向详细设计的产品4D信息模型评价模型
6.4 产品4D信息模型的可装配性与可制造性评价
6.4.1 产品4D信息模型可装配性评价指标与过程
6.4.2 产品4D信息模型可制造性评价系统框架
6.5 产品4D信息模型评价的小波网络算法
6.5.1 小波网络结构
6.5.2 基于小波网络的多属性评价算法
6.6 本章小结
第7章 产品4D信息系统的实验
7.1 产品4D信息系统开发与运行环境
7.2 产品4D信息系统的功能结构设计
7.3 产品4D信息系统的主要功能模块
7.4 实验结果及其评价
第8章 全文总结与展望
8.1 全文总结和创新点
8.2 进一步研究和展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及研究成果
致谢
发布时间: 2006-06-28
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