不确定条件下协同设计参数鲁棒优化方法

提出了不确定条件下基于广义动态约束网络(GDCN)的协同设计参数鲁棒优化方法.分析了协同设计中的参数不确定性,基于GDCN建立协同参数鲁棒设计方法框架;在同时考虑目标属性鲁棒和约束可行域鲁棒的前提下,建立了一种带偏好信息的协同设计参数多目标鲁棒优化(MORO)模型;并给出了MORO模型的优化求解流程.通过发动机设计实例,验证了该方法的有效性和可行性.     

面向机床产品的协同设计支持环境的研究

分析了机床产品对协同设计支持环境的要求和机床产品协同设计支持环境的新特点，从功能体系结构和网络体系结构方面提出了满足机床产品要求的协同设计支持环境的体系结构，并对实现该体系结构的多Agent技术、协同应用技术、协同工具技术、决策支持技术、任务管理和产品开发环境建模技术等进行了研究．在此基础上，开发了机床产品协同设计支持环境的原型系统，为实现一个支持多通道交流的异地同步模式的协同设计支持环境奠定了基础。     

基于配置约束处理的产品配置设计方法

为了解决复杂的配置设计问题，提出了一种集成配置设计方法．该方法包括3个相互协作的过程：通过实例匹配技术从现有设计实例库中搜索满意设计解；通过领域知识的支持解决具有强烈知识依赖性的模块配置问题及关键参数的赋初值问题；通过进化算法解决配置设计过程中参数的求解和优化问题．针对参数求解和优化过程中的一些复杂配置约束，在传统进化算法的基础上提出了约束校核操作和再设计规则的配置约束处理方法．最后以蜗杆减速器为实例，验证了所提出的基于配置约束处理的产品配置设计方法能够快速给出良好的设计解，从而为复杂产品的配置设计问题提供求解方案．     

复杂设备运行的协同服务支持

针对现有的设备服务模式存在的问题，提出支持复杂设备优化运行的协同服务模式．为了使复杂设备能充分发挥其潜在价值，指出复杂设备的运行应该与必需的技术服务关联起来，形成“产品服务捆绑体”．解释了支持复杂设备运行的协同服务内涵，并对组织结构形式、协同服务业务模式识别和过程建模关键技术进行系统论述，提出了建立嵌入式在线服务标准（embeddedo nline service，EOS）作为支持协同服务运行的设备接入技术．     

基于VPN的网络化协同设计研究及应用

基于VPN的网络化协同设计为在不同的企业间进行的复杂工业产品设计、制造提供了集成的建模和仿真环境．研究中，以复杂工业产品为代表的铁路机车车辆的开发设计为应用对象，将VPN技术合理地应用于网络化协同设计中去，以达到资源的共享和调配．具体实践表明，该平台能有效地支持产品的研发，具有良好的适用性．     

支持并行协同产品开发的广义鲁棒设计方法

研究了并行协同产品开发过程中的广义鲁棒设计方法.首先,针对并行协同产品开发过程中的不确定性,给出了广义鲁棒设计框架;然后,提出了广义鲁棒性概念,分析了性能鲁棒性和约束鲁棒性;最后,在传统优化设计模型的基础上,考虑产品参数的变化对性能的影响,修改传统优化设计模型的优化目标和约束条件,使它们包含广义鲁棒性指标,建立了广义鲁棒设计模型,并基于遗传算法对模型求解.该方法能有效提高并行协同设计的广义鲁棒性,用一个转向架设计实例验证了其有效性.     

模糊约束网络在机床产品协同设计冲突检测中的应用

分析了机床产品协同设计中约束的内涵和特点,并用EXPRESS-G图描绘了约束网络的结构模型.将机床产品协同设计中的约束分为硬约束和软约束,从数学上给出模糊约束和模糊约束满足问题的定义.采用遗传算法作为协同设计过程中模糊约束满足问题的求解方法,在遗传算法的运行过程中对软硬约束分别进行了不同的技巧处理,遗传算法利用硬约束通过前向检查算法随机产生几何可行初始群体来限制设计空间,并给出遗传算法的具体实现过程.提出了基于模糊约束网络的冲突检测系统的体系结构,并对原型系统进行开发.最后,以某车床传动轴的设计为例验证了约束在协同设计冲突检测中的应用.     

协同设计动约束求解策略

将协同思想应用到产品开发过程中,由多功能小组共同参与,对设计任务进行有效的任务关联和分解,分析产品的信息流确定子任务之间的关系,通过约束网络图描述各子设计任务间的联系,为了对耦合关系的设计任务进行有效求解,提出了一种基于动约束的约束求解策略,并对协同设计过程中的约束进行有效的管理。     

基于MAS的分布式协同设计任务冲突处理研究

任务分解与冲突控制是网络分布式环境下进行产品并行设计的关键．通过收集产品各领域的指标约束与关系约束来构建基于约束网络的产品参数协调模型，采用区间描述设计变量的不确定性信息，并将区间算法与基因算法相结合实现了一致性模型求解框架，使用该方法能够检测潜在冲突，得到与给定产品指标相对应的设计变量可靠解空间，进而辅助设计人员决策。同时采用Agent技术对协同设计中多群体多层次的设计任务和设计进程进行管理和控制，建立了以项目和任务为中心的协同设计Agent模型，研究了模型共享、协同设计agent、并发控制机制等关键技术，构建了一个基于多Agent的分布式实时协同设计原型系统应用实例说明了其有效性。     

柔性制造控制系统的并行设计方法

通过分析控制系统并行设计的支持环境，建立了控制系统并行设计支持环境的框架模型．从面向对象以及并行工程观点出发，提出了控制系统并行设计的策略，构造了以过程为中心，控制系统体系结构、数据、过程建模、用户界面／接口并重的面向对象的控制系统并行设计的工作流集成模型．在此基础上，描述了控制系统并行设计的实施内容和步骤．建立在上述设计方法基础上的柔性制造控制系统具有可重用性、可靠性、鲁棒性和开放性等特点．     

求解带有多个复杂约束优化问题的乘子法

针对带有多个复杂约束的优化问题, 设计一种基于有效集策略的乘子法. 对于转化后的无约束问题, 利用凝聚函数近似其中的极大值函数. 在每步迭代中仅有一小部分函数参与计算, 因此梯度计算量显著减少, 进而减少了计算成本. 数值试验表明了方法的有效性.     

产品协同创新设计任务分解及资源分配

针对产品协同创新设计任务分解及分配的复杂性问题,考虑设计任务间的依赖关系及创新主体的设计能力约束,提出了基于层次功能结构任务映射及协同伙伴模糊搜索匹配相结合的任务分解模型;在研究设计资源分类属性的基础上,为弥补设计任务优先级资源分配策略的不足,建立了考虑资源使用阈值的设计资源分配模型,并基于时间有色Petri网进行任务资源分配仿真建模;导入某品牌手机产品协同创新研发实例,验证了所提模型的有效性。     

摄影机运动的屏幕空间约束控制研究

依从陈述式建模方法,尝试在影视语言环境中实现摄影机运动的屏幕空间约束控制,使用基于间隔数学的解过程,由用户给出屏幕空间中的图像约束,解过程计算出满足约束条件的摄影机运动全集解.将时间参量作为新的约束引入解过程,并详细讨论了3种时间参量的引入方法.间隔运算被证明是代替传统的关键帧插值的有效方法,解过程显示出良好的适应能力和扩展性.表1,图7,参5.     

风力机设计及其空气动力学问题

针风力机设计中的复杂多变量、多目标和多约束优化问题,提出一种基于Pareto理论的风力机多目标设计框架,并以1．5Mw大型风力机叶片设计为例,讨论了风力机多目标一体化设计的基本特点．然后由此引出风力机设计中至关重要的气动计算方法和非定常气动力建模面临的挑战,概述了风力机空气动力学的复杂性,介绍了在风力机空气动力学计算方法和气动建模方面取得的进展和存在的问题．     

一种支持协同设计的工作流模型

协同设计是一个跨地域、跨时间、跨学科的多功能小组协同产品开发工作的模式，支持协同设计的工作流模型可以为现代产品开发提供强大而有序的工作流管理机制。研究了协同产品开发对工作流模型需求后，提出了一种支持各种粒度产品开发活动的工作流元模型，并进一步提出适应该模型的、基于对象关系的组织模型和资源模型。基于该模型，开发了工作流建模工具的原型系统。     

面向自顶向下设计的三维特征建模技术研究

针对现有三维CAD工具在自底向上产品设计建模方面存在的不足，提出了自顶向下的特征建模方法，包括六个层次，即功能层、概念设计层、装配层、零件层、特征层和B-rep层．在概念层设计上，用三维约束系统建立了自顶向下的设计环境，提出了以特征为核心的信息模型解决方案，形成了一套完整的特征造型系统．运用面向对象的分析、设计方法，初步实现了一套面向自顶向下设计过程的三维CAD原型系统．     

基于协同服务平台的分布式产品数据管理

为了实现异地设计制造环境下多产品数据管理(PDM)系统之间的数据交换、共享及其过程协同 ,在分析分布式产品数据管理特性的基础上 ,构建了一个基于协同服务平台的分布式、开放式产品数据集成管理框架结构 ,介绍了协同服务平台的功能 ,提出了多 PDM系统间的数据通信方法、安全保证机制和一致性控制策略 ,并应用于某航空产品的异地协同设计中 ,满足了协作企业对产品数据的共享要求 ,保证了数据的一致性和完整性     

基于IP—VPN的协同设计网络安全问题

异地协同设计与制造技术作为敏捷制造的重要方法和手段，已经成为制造业研究的热点。介绍了IP－VPN的基本概念和关键技术，提出了一个基于IP－VPN的实用协同设计网络模型，而异地协同设计是典型的多用户参与的多任务系统，用户之间存在大量的协同过程，因此网络平台的安全性是协同设计实施的关键问题，对基于IP－VPN的协同设计网络的安全性问题进行了研究，得出了通过采用数据加密、用户认证和基于角色的多层强制访问控制等技术可以构建一个经济、实用、安全的协同设计网络平台的结论。