论文题目: 基于约束的产品配置方法和产品优化配置研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 李伟
导师: 刘光复
关键词: 产品配置,约束满足问题,本体论,知识表示,知识推理,优化配置
文献来源: 合肥工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文研究并提出了3种产品配置方法:基于传统约束满足问题、基于动态约束满足问题以及基于产品配置本体论和约束满足问题的产品配置方法。其中基于传统约束满足问题的配置方法能直接、自然地表示产品配置知识,在产品演化时具有良好的适应性,同时能够进行直接有效的求解,适合于对小规模的可配置产品实施产品配置。而基于动态约束满足问题的产品配置方法在保留了传统约束满足问题的知识表示和求解能力及特点的基础上,能够表示动态配置知识及组成结构知识,具有更强的知识表示能力,适合于对中等规模的可配置产品实施产品配置。基于产品配置本体论和约束满足问题的配置方法是一种理想的配置方法,适用于对大规模复杂的可配置产品实施产品配置。本文以合力H2000系列叉车为例,对基于传统和动态约束满足问题的配置方法进行了仿真实验和分析,验证了所提出求解算法的正确性,并指出3种配置方法的配置求解都是NP完全的。 本文还对产品优化配置进行了深入的研究,探讨了产品优化配置的概念,并提出了3种优化配置方法:基于ICSP和MBD的交互式配置方法、基于HCP网的优化配置方法和基于分支定界法的优化配置方法。其中基于ICSP和MBD的交互配置方法能够获得准确的最优配置结果,但配置求解的计算量和用户参与的程度都很大,适用于用户对优化配置结果要求很高,同时又有充足的时间来参与配置的情况。基于HCP网的优化配置方法能够获得比较准确的最优配置结果,配置求解的计算量和用户参与的程度不高,适用于用户对优化配置结果的要求较高,同时也有一定的时间来参与配置的情况。对基于分支定界法的最优配置结果,其准确度不高于基于HCP网的最优配置结果,但配置求解的计算量和用户参与的程度最低,适用于用户既不愿意花费时间参与配置,同时对优化配置的结果要求也不高的情况。本文还以合力H2000系列叉车为例,对基于HCP网的优化配置方法以及基于ICSP和MBD的交互配置方法进行了仿真验证。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 产品配置概述
1．2 产品配置的发展
1．3 以前的产品配置研究
1．3．1 基于规则的产品配置方法
1．3．2 基于结构的产品配置方法
1．3．3 基于约束的产品配置方法
1．3．4 基于资源的产品配置方法
1．3．5 基于事例的产品配置方法
1．3．6 基于本体论和逻辑编程的产品配置方法
1．4 研究的目的和意义
1．4．1 研究目的
1．4．2 研究意义
1．5 研究的对象
1．6 研究的内容
第二章 产品配置的概念
2．1 可配置产品
2．1．1 可配置产品的概念
2．1．2 生产类型分析
2．1．3 可配置产品参与的企业过程
2．2 产品配置
2．2．1 产品配置的概念
2．2．2 理想的产品配置方法及其体系结构
2．2．2．1 产品配置模型的概念和意义
2．2．2．2 理想的产品配置方法及其体系结构
2．2．3 以产品配置为导向的企业过程重组
2．2．4 产品配置中需要注意的问题
2．2．5 产品配置系统和其它企业信息系统的集成
2．2．6 产品配置的研究
2．3 本章小结
第三章 基于约束满足问题CSP的产品配置方法
3．1 约束满足问题概述
3．1．1 约束满足问题的概念
3．1．2 约束满足问题的发展
3．1．3 约束满足问题的应用
3．2 约束满足问题的定义
3．2．1 基础知识
3．2．2 约束满足问题的定义
3．2．3 约束满足问题的数学特性
3．3 约束满足问题的复杂性
3．4 基于约束满足问题的产品配置方法
3．4．1 以前的研究
3．4．2 约束满足问题对产品配置知识的表示
3．4．3 产品配置的CSP模型
3．4．4 基于约束满足问题的产品配置体系
3．4．5 基于约束满足问题的产品配置求解的复杂性
3．5 基于约束满足问题的产品配置求解方法
3．5．1 概述
3．5．2 二维约束满足问题bi-CSP的求解算法
3．5．2．1 约束图
3．5．2．2 推理
3．5．2．2．1 边一致
3．5．2．2．2 路一致
3．5．2．2．3 i-一致
3．5．2．3 搜索
3．5．2．3．1 产生并测试法
3．5．2．3．2 回溯
3．5．2．3．3 前看策略
3．5．2．3．3．1 概述
3．5．2．3．3．2 前向检查
3．5．2．3．4 回看策略
3．5．2．3．4．1 概述
3．5．2．3．4．2 Gaschnig回跳
3．5．2．3．4．3 基于图的回跳
3．5．3 非二维约束满足问题nCSP的求解
3．5．3．1 二维约束满足问题在基于CSP的产品配置中存在的问题
3．5．3．2 非二维回溯nBT
3．5．3．3 非二维前向检查nFC
3．5．3．3．1 非二维边一致nAC
3．5．3．3．2 非二维前向检查nFC算法
3．5．3．3．3 非二维前向检查nFC的计算复杂性分析
3．5．3．4 非二维 Gaschnig回跳nGaschingBJ
3．5．3．5 非二维基于图的回跳nGBJ
3．6 基于约束满足问题的产品配置仿真
3．6．1 基于约束满足问题的产品配置仿真实验验证
3．6．1．1 有关约束满足问题求解的参数
3．6．1．2 基于约束满足问题的产品配置仿真实验
3．6．1．2．1 仿真实验
3．6．1．2．2 实验结果分析
3．6．2 不同约束松紧程度下基于CSP的产品配置求解实验
3．6．2．1 产品配置求解实验
3．6．2．2 实验结果分析
3．6．3 不同密度下基于CSP的产品配置求解实验
3．6．3．1 产品配置求解实验
3．6．3．2 实验结果分析
3．7 基于约束满足问题的产品配置方法的特点
3．8 本章小结
第四章 基于动态约束满足问题 DCSP的产品配置方法
4．1 产品配置中存在的动态配置知识
4．2 传统约束满足问题在表示动态产品配置知识时存在的问题
4．3 动态约束满足问题的定义
4．3．1 动态约束满足问题 DCSP的定义
4．3．2 动态约束满足问题的概念分析
4．4 基于动态约束满足问题的产品配置方法
4．4．1 对包含动态配置知识的产品配置知识的表示
4．4．2 产品配置的DCSP模型
4．4．3 基于动态约束满足问题的产品配置体系
4．5 基于动态约束满足问题的产品配置求解
4．5．1 非二维回溯nBTFD
4．5．2 非二维前向检查nFCFD
4．5．3 非二维Gaschnig回跳nGaschnigBJFD和非二维基于图的回跳nGBJFD
4．6 基于动态约束满足问题的产品配置仿真
4．6．1 基于动态约束满足问题的产品配置仿真实验验证
4．6．1．1 仿真实验
4．6．1．2 实验结果分析
4．6．2 不同约束松紧度下基于DCSP的产品配置求解实验
4．6．2．1 产品配置求解实验
4．6．2．2 实验结果分析
4．6．3 不同密度下基于DCSP的产品配置求解实验
4．6．3．1 产品配置求解实验
4．6．3．2 实验结果分析
4．7 基于动态约束满足问题的产品配置方法的特点
4．8 本章小结
第五章 基于本体论和约束满足问题的产品配置方法
5．1 基于约束满足问题的产品配置方法存在的问题
5．2 基于本体论和约束满足问题的产品配置
5．2．1 本体论的概念
5．2．2 基于本体论和约束满足问题的产品配置方法
5．2．3 产品配置本体论和叉车产品配置模型的建立
5．2．3．1 通用产品配置本体论
5．2．3．1．1 通用产品配置本体论的表示范围
5．2．3．1．2 建立通用产品配置本体论的方法
5．2．3．1．3 产品配置知识的分类
5．2．3．1．4 通用产品配置本体论的结构
5．2．3．1．5 通用产品配置本体论中的概念
5．2．3．1．5．1 分类
5．2．3．1．5．2 属性
5．2．3．1．5．3 结构
5．2．3．1．5．4 连接
5．2．3．1．5．5 域
5．2．3．1．5．6 资源
5．2．3．1．5．7 功能
5．2．3．1．5．8 约束
5．2．3．2 简化产品配置本体论
5．2．3．3 基于产品配置本体论的叉车产品配置模型的建立
5．2．4 基于产品配置本体论和约束满足问题的产品配置体系
5．2．4．1 基于产品配置本体论和约束满足问题的产品配置体系结构
5．2．4．2 基于产品配置本体论和约束满足问题的产品配置体系的实施
5．3 配置模型转换方法
5．3．1 转换策略
5．3．2 建立简化产品配置本体论中配置模型概念到CSP形式的映射
5．3．2．1 类型和分类到CSP形式的映射
5．3．2．2 结构到 CSP形式的映射
5．3．2．3 连接到 CSP形式的映射
5．3．2．4 资源到 CSP形式的映射
5．3．3 配置模型转换举例
5．4 基于CSP的产品配置方法与基于本体论和CSP的产品配置方法的比较
5．5 本章小结
第六章 产品优化配置
6．1 产品优化配置的概念
6．2 产品优化配置的方式
6．3 基于 HCP网的产品优化配置
6．3．1 用户偏好提取
6．3．2 (条件)偏好独立
6．3．3 CP网
6．3．4 CP网在用户偏好提取中存在的问题
6．3．5 HCP网的定义
6．3．6 HCP网的偏好提取算法
6．3．7 基于HCP网和约束满足问题的产品优化配置方法
6．3．8 基于 HCP网和 CSP的产品优化配置仿真
6．4 交互式产品配置
6．4．1 概述
6．4．2 基于交互式约束满足问题 ICSP和模型诊断MBD的交互式产品配置方法
6．4．2．1 基于交互式约束满足问题的交互式产品配置
6．4．2．1．1 另一类动态约束满足问题DCSP
6．4．2．1．2 交互式约束满足问题 ICSP
6．4．2．1．3 基于交互式约束满足问题的交互式产品配置方法
6．4．2．2 基于交互式约束满足问题ICSP和模型诊断MBD的交互式产品配置
6．4．2．2．1 基于模型的诊断MBD
6．4．2．2．2 建立基于模型的诊断MBD和交互式产品配置之间的映射
6．4．2．2．3 交互配置中冲突集合 CF与诊断△的计算
6．4．2．2．3．1 最小诊断集合法
6．4．2．2．3．2 局部最小权重法
6．4．2．2．4 基于交互式约束满足问题 ICSP和模型诊断 MBD的交互配置方法
6．4．3 基于交互式约束满足问题 ICSP和模型诊断MBD的交互式产品配置仿真
6．5 基于分支定界法的产品优化配置
6．5．1 基于分支定界法的产品优化配置概念
6．5．2 基于分支定界法的产品优化配置方法
6．6 不同产品优化配置方法的比较
6．7 本章小结
第七章 产品配置及约束满足问题研究软件原型“iPC”的开发
7．1 概述
7．2 “iPC”各系统的体系构架和工作流程
7．2．1 CSP模型建立和管理系统
7．2．2 产品配置求解系统
7．2．3 产品优化配置系统
第八章 结论与未来的研究
8．1 结论
8．2 未来的研究
参考文献
附录
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间发表的学术论文
发布时间: 2005-07-13
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