基于知识的大批量定制产品网络化协同分析技术研究与实现

论文摘要

在产品开发过程中,有限元仿真技术作为一项保证产品开发质量、速度和性能的重要技术,受到了越来越多企业的重视。但在实际应用中,却存在着分析费用大、时间长、难度大以及分析人员培训费用大等问题。为了实现CAE分析软件的网络化资源共享和提高分析效率,本文提出一个面向大批量定制产品的网络化协同快速分析系统,其中有限元建模和分析过程的标准化、模板化和知识化是实现产品远程分析和服务的基础。文章通过产品主模型开发和有限元建模参数化实现分析模型标准化和模板化,而产品分析知识重用以及分析过程智能化则是通过对以往分析知识的归纳和总结来实现的。同时为了实现分析知识重用和提高系统前处理建模的速度和质量,本文构建面向网络化协同分析的有限元前处理建模专家系统,着重论述了专家系统的结构、功能特点以及实现策略,其中产品有限元前处理建模中的相关领域知识、专家经验与设计方法等知识经过归纳总结,被分类为分析过程知识和结构对象知识,采用基于逻辑规则和面向对象的知识模型予以表达,并利用关系数据库对知识库进行设计和储存,给出了基于实例的推理和基于规则的推理相结合的混合推理机制,从而构建了支撑专家系统的知识库模型。通过应用上述理论,本文给出了远程分析系统的框架、功能和具体实现。课题采用浏览器/服务器的软件模型,通过动态网页编程语言ASP构建系统页面,利用PowerDesigner软件分析系统数据库结构并应用SQL Server作为后台数据库系统,同时在web服务器端采用Microsoft Internet InformationServer（ⅡS）管理系统,利用商业的有限元分析软件作为求解器,结合VC++编程语言实现分析软件的二次开发。最后根据某数控机床模块化结构的特点,构建数控机床的分析知识库并进行机床立柱结构的远程快速分析。实例证明远程分析系统使企业在可以承受的服务费用下,获得廉价、快捷的工程分析服务,达到预期的阶段性成果,为系统的后续开发和深入研究打下了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机辅助工程技术及其在产品研发中的作用
• 1.1.1 计算机辅助工程技术的作用和发展趋势
• 1.1.2 有限元分析软件及其二次开发语言简介
• 1.2 基于知识工程的产品概念设计技术
• 1.3 本课题的选题依据及意义
• 1.4 本课题的国内外研究状况
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 大批量定制产品远程协同快速分析的原理
• 2.1 面向大批量定制产品的远程分析技术研究
• 2.1.1 大批量定制技术
• 2.1.2 MC产品有限元建模的标准化和参数化
• 2.1.3 MC产品分析过程的模板化和规范化
• 2.2 分析智能化与知识重用技术
• 2.3 远程产品协同分析策略
• 2.3.1 远程协同分析的原理及框架
• 2.3.2 远程协同分析中数据共享和任务调度
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于web的有限元前处理专家系统设计
• 3.1 基于web的前处理专家系统的框架和功能流程
• 3.1.1 网络专家系统框架
• 3.1.2 专家系统的功能流程
• 3.2 知识库系统的概念与构成
• 3.2.1 知识的概念
• 3.2.2 知识库系统的组成与基本功能
• 3.3 分析知识的获取与分类
• 3.4 分析知识的表示
• 3.4.1 各种知识表示方法的特点
• 3.4.2 有限元前处理知识表达模型
• 3.4.3 知识的存储
• 3.4.4 基于ASP和ADO的Web数据库访问
• 3.5 专家系统的推理机制
• 3.5.1 知识推理方式的选择
• 3.5.2 推理的冲突及解决
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于B/S结构的网络化CAE系统开发
• 4.1 系统需求
• 4.1.1 总体需求
• 4.1.2 功能需求
• 4.2 系统总体设计
• 4.2.1 系统框架和实现目标
• 4.2.2 系统总体流程
• 4.2.3 系统开发与使用的工具和平台
• 4.3 系统详细设计
• 4.3.1 主页设计
• 4.3.2 参数化命令流文件的编写
• 4.3.3 系统模型显示技术
• 4.3.4 分析结果的控制和提取
• 4.3.5 ASP页面参数的传递和命令流文件的自动生成
• 4.3.6 后台分析软件调用技术
• 4.3.7 PowerDesigner环境下的系统数据库设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统应用实例
• 5.1 面向大批量定制的数控机床设计
• 5.2 数控机床远程分析知识库的构建
• 5.2.1 数控机床知识的获取
• 5.2.2 数控机床知识的表示
• 5.3 基于知识的立柱结构远程快速分析和结果比较
• 5.3.1 立柱动态特性理论分析的基础
• 5.3.2 立柱结构特性分析
• 5.3.3 立柱远程分析过程
• 5.3.4 立柱参数化尺寸修改分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文目录