基于资源集成的协同产品开发原理与实施方法研究

论文题目: 基于资源集成的协同产品开发原理与实施方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 廖敏

导师: 殷国富

关键词: 网络化制造,协同设计,协同产品开发,制造资源,动态企业联盟,工作流,钣金,优化排样

文献来源: 四川大学

发表年度: 2005

论文摘要: 面对用户需求个性化、多样化以及快速多变的市场竞争,企业利用以网络为核心的信息技术,实现对分布式制造资源的集成与共享、企业内部或企业之间的协同工作是企业实现产品设计创新,提高产品市场竞争力的关键技术措施之一。本论文在四川省重点科技攻关项目和四川省应用基础研究项目资助下,针对企业资源共享和协同工作的需要探讨网络模式下适应敏捷制造企业异地协同产品开发的基本原理和实施技术,基于Web技术开发面向分布式制造资源集成与调度的协同产品开发软件平台系统。本论文研究所取得的主要成果和特色如下: (1)通过分析面向制造资源集成的协同产品开发平台的特征和需求,提出了一种包含基于CORBA的分布式共享、应用服务供应商(ASP)和Internet平台服务商(IPP)的资源共享模式。设计了一种包含资源层、安全层、网络层、协议层、框架层、应用层和用户层的总体层次结构。根据平台结构的特征,分析了应用层功能和平台开发实施的主要关键技术,提出了ASP和IPP模式的机械产品分布式协同设计,为企业提供应用系统服务和技术支持。 (2)在分析产品开发过程中的需求协同、项目管理、产品数据管理、协同设计及其工作环境的基础上,从协同产品开发的约束模型、协同方法和冲突协商等方面研究了产品开发的协同原理。针对约束模型,通过对产品及其开发过程不同约束层次(粒度)的划分,在对某一粒度的任务约束建模时,定义有关变量、约束及其在不同粒度间的映射关系,将协同产品开发转换为约束满足问题求解;针对协同方法,研究了基于三角模糊数的知识协同设计、基于消息通信的协同设计和基于多Agent协同设计;针对冲突协商,采用了约束满足问题理论描述隐式冲突,研究了基于区间传播算法的隐式冲突检测,基于回溯策略和约束松弛策略的冲突协商。 (3)制造资源集成与共享技术是协同产品开发平台实施的关键技术之一。从协同产品开发平台对资源的集成角度分析了制造资源的内涵,将分布式制造资源分成企业资源、产品资源、基础数据、协同策略和知识、专业知识库等7大

论文目录:

1 绪论

1.1 论文研究背景与课题来源

1.1.1 研究的背景与意义

1.1.2 论文课题来源与目的

1.2 面向制造资源集成的网络化设计与制造

1.2.1 网络化设计与制造的内涵

1.2.2 国内外研究现状与进展评述

1.2.3 网络化设计与制造系统的逻辑组成

1.2.4 网络化设计与制造的关键技术

1.3 网络环境下协同工作机理与研究现状

1.3.1 协同工作的机理与含义

1.3.2 面向制造资源集成的计算机支持协同工作

1.3.3 基于Web技术的协同工作模式

1.3.4 协同工作的研究现状和发展方向

1.4 远程钣金设计与制造系统研制概况

1.4.1 钣金应用系统研究模式与分析

1.4.2 远程钣金CAD/CAM应用系统的特点

1.4.3 远程钣金CAD/CAM系统的关键技术分析

1.5 论文的主要研究工作

1.5.1 研究方法与技术路线

1.5.2 主要研究内容和论文结构

2 面向制造资源集成的协同产品开发平台的设计

2.1 平台构建的总体分析

2.1.1 协同产品开发平台的特征分析

2.1.2 资源集成与协同开发应用系统

2.1.3 协同产品开发平台的资源共享模式

2.2 面向制造资源集成协同产品开发平台的构建

2.2.1 协同产品开发平台的总体层次结构

2.2.2 协同产品开发平台应用层功能分析

2.3 面向制造资源集成的协同产品开发平台实施的关键技术

2.3.1 面向网络环境的分布式协同产品开发原理

2.3.2 协同产品开发中分布式制造资源建模与集成

2.3.3 基于制造资源调度的协同产品开发工作流技术

2.3.4 专业性网络化应用系统的构建与集成

2.4 本章小结

3 面向网络环境的分布式协同产品开发原理

3.1 产品开发过程的协同需求

3.2 协同产品开发的工作方式

3.2.1 分布式协同工作的模式

3.2.2 实时同步协同

3.2.3 异步协同

3.3 分布式产品开发的协同原理

3.3.1 协同产品开发的约束模型

3.3.2 产品开发的协同方法

3.3.3 产品开发的冲突协商

3.4 协同产品开发的内容

3.4.1 基于网络的协同产品开发系统建模

3.4.2 基于网络的CAx与PDM集成

3.4.3 协同过程中的数据转换与表示

3.5 协同产品开发系统的关键技术

3.5.1 基于中间件的开发技术

3.5.2 代理技术

3.5.3 分布式数据库的数据分配与并发控制

3.5.4 数据交换标准和技术

3.6 本章小结

4 基于制造资源集成和系统优化的动态企业联盟

4.1 制造资源的内涵

4.2 制造资源的建模与集成

4.2.1 制造资源信息建模

4.2.2 制造资源模型的表达

4.2.3 制造资源的集成

4.3 基于制造资源集成的动态企业联盟

4.3.1 动态联盟企业的资源模型表示

4.3.2 企业结盟的评价体系

4.3.3 企业结盟的选择方法

4.4 动态企业联盟中制造伙伴的优化决策

4.4.1 动态企业联盟制造系统重构的数学模型

4.4.2 基于遗传算法的制造路径优化策略

4.5 本章小结

5 基于制造资源调度的协同产品开发工作流技术

5.1 分布式协同产品开发的过程

5.2 分布式制造资源调度

5.2.1 制造资源调度的的内涵

5.2.2 面向工作流的制造资源调度策略

5.2.3 分布式制造资源调度

5.3 基于Petri网的制造资源配置

5.3.1 Petri网模型

5.3.2 基于Petri网的制造资源配置

5.4 基于Petri网的制造资源调度工作流模型

5.4.1 工作流及工作流建模

5.4.2 基于制造资源调度的协同产品开发工作流模型

5.4.3 基于CORBA的制造资源调度工作流的实现

5.5 本章小结

6 远程钣金设计与制造系统的总体结构设计

6.1 系统需求与目标

6.2 钣金件设计与制造系统的方案设计

6.2.1 系统架构方式分析

6.2.2 系统开发的技术路线分析

6.3 远程钣金展开设计制造系统总体设计

6.3.1 系统总体框架设计

6.3.2 系统总体功能模型

6.4 远程钣金设计与制造系统各主要分系统的设计

6.4.1 客户管理子系统

6.4.2 钣金展开设计子系统

6.4.3 钣金件排样处理子系统

6.4.4 自动生成数控加工代码子系统

6.4.5 技术资料查询子系统

6.5 基于特征的钣金零件信息模型

6.6 面向设计的资源信息模型

6.7 本章小结

7 基于中间件技术的钣金展开设计

7.1 钣金展开概述

7.2 常用展开计算和绘图方法

7.2.1 作图法

7.2.2 计算法

7.2.3 系数法

7.2.4 程序法

7.2.5 计算机辅助绘图法

7.2.6 计算机辅助设计法

7.3 面向对象技术的钣金展开中间件的设计

7.3.1 面向对象技术

7.3.2 钣金件展开计算模块的研制

7.3.3 基于类型库的软件重用

7.3.4 钣金件展开设计模块的应用

7.4 本章小结

8 钣金件排样优化与自动数控编程技术的研究

8.1 排样优化与自动数控编程概述

8.2 矩形件排样优化研究

8.2.1 矩形件排样问题的数学分析

8.2.2 矩形件排放算法研究

8.2.3 矩形件排样优化算法及求解

8.3 异形件排样优化研究

8.3.1 最小包络矩形法

8.3.2 平移碰撞优化算法

8.3.3 临界多边形算法

8.4 自动数控编程技术

8.4.1 数控下料的工艺分析

8.4.2 数控编程前置处理

8.4.3 后置处理和转换

8.5 本章小结

9 原型系统的开发技术与运行实例

9.1 原型系统的总体功能设计

9.1.1 系统的总体功能框架

9.1.2 系统子功能模块分析

9.2 面向动态企业联盟的制造资源集成系统的开发

9.2.1 制造资源集成系统体系结构

9.2.2 制造资源类和对象

9.2.3 基于多代理的制造资源纵向集成

9.2.4 基于CORBA技术的制造资源横向集成

9.3 远程钣金设计与制造系统的开发

9.3.1 钣金展开计算模块的建立

9.3.2 钣金件展开图和三维模型的自动生成

9.3.3 钣金展开件排样与优化设计

9.3.4 自动生成数控加工代码

9.4 分布式协同设计工具的开发与应用

9.4.1 在线交流

9.4.2 电子邮件

9.4.3 音频视频会议、共享白板和应用程序

9.5 原型系统的运行实例

9.5.1 原型系统主页面

9.5.2 系统客户管理

9.5.3 面向动态企业联盟的制造资源集成系统

9.5.4 远程饭金设计与制造系统

9.6 本章小结

10 结论与展望

10.1 主要研究结论

10.2 主要创新点

10.3 应用前景与展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

攻读博士学位期间参与的科研项目

致谢

论文声明

发布时间: 2005-10-17

参考文献

[1].协同产品开发链中过程管理、产品配置与数据管理技术研究[D]. 张劲松.华中科技大学2004
[2].协同产品创新中概念设计过程建模及关键技术研究[D]. 马家齐.重庆大学2012
[3].客户协同产品创新的集成组织及其关键行为研究[D]. 宋李俊.重庆大学2008
[4].面向共享与交换策略的多领域协同产品设计关键技术研究[D]. 曾鹏飞.东北大学2011

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