制造业产品配置研究

论文摘要

产品配置技术是实现面向大批量定制开发设计的关键技术,在制造业领域应用广泛。本文在较全面分析产品配置技术研究和应用现状的基础上,重点研究了面向制造业的产品配置知识表示、产品配置推理、产品配置器设计,以及产品配置器与产品数据管理系统的集成问题。具体包括:(1)介绍了产品配置技术的产生、发展和应用现状,着重讨论了当前产品配置技术的主要研究内容和研究方法;(2)针对制造业应用背景,提出了一种产品配置知识表示方法。该知识表示基于广义产品结构表达结构信息,基于规则表达配置逻辑信息,并建立了配置逻辑的数学模型。采用面向对象和加权约束的设计方法描述配置逻辑细节,增强了它的描述能力;(3)给出了一个基于上述知识表示的产品配置推理方法。该方法采用基于数据驱动的深度优先图搜索策略,根据权值对配置参数进行赋值检验,根据规则匹配冲突产生的原因采用不同的消解方法,修正了数据驱动的方向,缩小了配置推理的搜索空间;(4)设计了一个面向制造业的产品配置器模型。该模型给出了产品配置器的功能设计,从系统实现角度给出了产品配置器的总体架构设计,并提供了一个面向人机交互的配置任务执行算法,增强了系统的可实施性;(5)研究了产品配置器与产品数据管理系统的集成问题,给出了集成平台的架构设计和产品配置知识表示的UML模型设计。该设计实现了功能层和数据层的无缝集成,并支持配置逻辑的平台移植;(6)设计并开发了“Phosphor/cPDM”系统中的产品配置器,并将上述研究成果应用于该模块。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 制造业生产模式的转化
• 1.1.2 大批量定制模式对产品配置的要求
• 1.2 本文工作
• 1.2.1 研究路线和方法
• 1.2.2 全文组织结构
• 第二章 产品配置技术研究和应用现状
• 2.1 产品配置的产生和发展
• 2.2 产品配置的定义
• 2.3 产品配置的主要研究方法
• 2.3.1 基于规则的方法
• 2.3.2 基于逻辑的方法
• 2.3.3 基于约束的方法
• 2.3.4 基于资源的方法
• 2.3.5 基于结构的方法
• 2.3.6 基于本体的方法
• 2.4 产品配置器的工作任务
• 2.5 产品配置器的分类
• 2.5.1 外部应用型
• 2.5.2 内部应用型
• 2.6 产品配置器的主要研究内容
• 2.7 本文主要研究的几个问题
• 第三章 基于广义产品结构的产品配置知识表示
• 3.1 引言
• 3.2 产品配置建模基础
• 3.2.1 可配置产品
• 3.2.2 产品族
• 3.2.3 广义产品结构
• 3.3 配置知识分类
• 3.3.1 与配置问题相关的知识
• 3.3.2 永久性知识
• 3.4 基于广义产品结构的知识表示
• 3.4.1 广义产品结构树
• 3.4.2 产品配置模型
• 3.4.3 零部件
• 3.4.3.1 标准零部件
• 3.4.3.2 广义零部件
• 3.4.4 装配关联
• 3.4.4.1 标准关联
• 3.4.4.2 广义关联
• 3.4.5 配置参数
• 3.4.6 配置规则
• 3.4.7 配置接口
• 3.4.8 输入/输出系数
• 3.4.9 输入/输出矩阵
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于广义产品结构的产品配置推理
• 4.1 引言
• 4.2 配置推理策略
• 4.2.1 配置推理图
• 4.2.2 深度优先的图搜索策略
• 4.3 参数赋值检验
• 4.4 规则执行过程
• 4.5 规则匹配冲突消解
• 4.5.1 冲突产生的原因
• 4.5.2 冲突的分类
• 4.5.3 BI冲突消解
• 4.5.4 BR冲突消解
• 4.5.4.1 常规消解方法
• 4.5.4.2 新的消解方法
• 4.5.5 两种冲突消解的集成
• 4.6 实现冲突消解的规则执行算法
• 4.6.1 BR冲突表示
• 4.6.1.1 广义关联
• 4.6.1.2 选装参数
• 4.6.2 评估函数
• 4.6.3 参数的BR冲突消解
• 4.6.4 规则匹配冲突消解
• 4.7 配置推理算法
• 4.8 本章小结
• 第五章 面向制造业的产品配置器设计
• 5.1 引言
• 5.2 工作原理
• 5.3 功能设计
• 5.3.1 建模器
• 5.3.2 配置器
• 5.3.3 注册器
• 5.4 架构设计
• 5.5 配置任务设计
• 5.5.1 设计思想
• 5.5.2 算法描述
• 5.5.3 应用实例
• 5.5.3.1 配置模型
• 5.5.3.2 执行过程
• 5.6 本章小结
• 第六章 产品配置器与PDM的集成
• 6.1 引言
• 6.2 PDM中的产品配置管理
• 6.2.1 PDM简介
• 6.2.2 产品配置功能的演变
• 6.3 产品配置器与PDM的集成平台
• 6.3.1 集成平台的架构设计
• 6.3.2 产品配置器与平台组件的关系
• 6.3.3 平台组件业务对象的UML模型设计
• 6.3.3.1 标准零部件
• 6.3.3.2 产品结构
• 6.4 产品配置知识表示的UML模型设计
• 6.4.1 广义零部件
• 6.4.2 广义产品结构
• 6.4.3 关联文档
• 6.4.4 配置逻辑
• 6.4.4.1 表达式
• 6.4.4.2 取值范围
• 6.4.4.3 配置参数
• 6.4.4.4 配置规则
• 6.4.4.5 配置接口
• 6.4.5 存储示例
• 6.4.6 设计特点
• 6.5 本章小结
• 第七章 产品配置在Phosphor/cPDM中的应用
• 7.1 引言
• 7.2 配置建模器
• 7.2.1 常规
• 7.2.2 参数
• 7.2.3 选项
• 7.2.4 约束条件
• 7.2.5 分析器
• 7.2.6 变型
• 7.3 规范编辑器
• 7.4 产品注册器
• 7.5 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 工作展望
• 参考文献
• 作者在读博士期间取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• Abstract