多色集合在加工系统建模与分析时的应用

提出了多色集合、合取多色集合和析取多色集合的基本概念及其数学表达式,合取多色集合和析取多色集合是2种常见的多色集合的压缩形式,它们能使具体系统的建模得到简化,给出了对象性质和多色集合元素的逻辑表示方法,这样多色集合既能方便描绘加工及其元素,又很容易用于计算机编程,最后,举例指出了多色集合工具能被用来建立自动设计系统的不同数学模型之间的接口,有利于对加工系统进行深入描绘,研究表明,多色集合不仅能描绘加工系统的元素和加工系统整体的性质,还能描绘元素的性质和系统整体性质间不同的关系和联系。     

基于多色集合理论的夹具设计方法研究

研究夹具结构元素与用户需求之间的映射以及方案选择机制。提出了基于多色集合理论和多色图模型的夹具设计方法。通过分析夹具构成要素,用户需求以及夹具元素配合位置特征,利用多色集合的元素、统一颜色以及功能体之间的关系,分别建立用户需求与夹具结构要素以及功能体与夹具结构要素之间的映射。通过搜索围道布尔矩阵,获得夹具设计方案集合。并以此为基础,给出了基于产品特征制造成本的模糊评价方案优化方法,进行方案筛选。用实例验证了此方法的简便有效和正确性。     

基于多色集合理论的概念设计形式化解决方法

应用多色集合理论的个人颜色、统一颜色和递阶结构树建立了产品的概念设计递阶结构信息模型，分析了概念设计产品信息模型中的三类约束关系，并用统一颜色和元素个人颜色之间的的模块布尔矩阵对这些约束关系进行了形式化描述．提出了产品概念设计推理过程的形式化方法，实现了从产品功能需求到方案元表示的可行方案的推理过程，并把推理结果提供给下层设计进行优选和评估．最后，以隔振系统的概念设计为例验证了该方法．研究结果表明，该方法可以快速地对产品概念设计进行信息建模，为知识创新提供了一个全新的思路。     

基于多色集合理论的产品装配规划建模与算法研究

采用多色集合理论建立了一种用数组元素表示的装配关系模型,它包括表示定位关系的定位基准模型和表示装配通道关系的可能位移模型.通过定位基准方程组和可能位移方程组给出了这种装配关系模型的数学表达形式,并提出了它们的求取算法,从而将装配过程中的定位关系和装配通道关系这2种约束关系用简单的逻辑方程式表示出来,方便了计算机的编程.同时,提出的各级装配单元的生成算法和在装配单元基础上建立递阶结构图的算法,为用计算机编程实现装配序列的自动生成提供了基础.与传统的装配规划模型相比较,用多色集合理论进行装配规划建模,便于描述装配过程中的约束关系,具有形式化水平高、避免“组合爆炸”和易于编程等优点.     

基于多色集合的工作流建模及路径求取算法

描述了工作流基本节点的出入度及连通性质，并根据这些性质提出了工作流基本节点的多色集合表示方法．在这种表示方法的基础上提出了基于多色集合理论的工作流建模步骤，并给出了工作流路径求取算法．最后，以模具制造工作流过程为例，根据基于多色集合理论的工作流建模理论提出的步骤和算法，建立了模具制造流程的多色集合功能围道矩阵，给出了节点的布尔矩阵，并得出了表示模具制造过程中所有可能的流程路径．采取基于多色集合理论的工作流建模理论，用计算机可以正确、便捷地求取复杂系统的工作流程路径，算法简单且易于编程实现．     

工作流组织资源建模及其形式化配置方法

提出了基于统一建模语言(UML)和多色集合(PS)的工作流组织资源模型及其形式化配置方法,建立了包含部门和工作组的工作流组织资源UML类图模型.结合制造企业的工作流过程,对通用的组织资源UML类图模型进行了实例化,建立了工作流组织资源的UML对象图模型.基于PS理论,对工作流组织资源的类图模型和对象图模型进行了形式化描述,建立了工作流组织资源的PS层次结构模型.通过对PS围道矩阵的递阶推理,完成了工作流过程活动的形式化资源配置,并将其表示为多色集合中体的形式,从而实现了制造企业工作流组织资源模型与工作流过程模型的良好连接.     

一种新的装配序列规划方法研究

在新的装配序列规划方法中，采用多色集合建立了装配信息模型，把装配约束关系分为定位关系、阻碍拆卸关系和联接关系，建立了装配约束关系方程——定位方程、阻碍拆卸方程和联接关系方程，用数学方程表示零件的装配约束条件，同时提出了求取零件装配序列的算法．与传统的装配序列规划方法相比，基于多色集合理论的装配序列规划方法通过装配约束关系方程，提前排除了不合理的装配序列，因此避免了由约束信息膨胀产生的组合爆炸．     

基于统一建模语言和多色集合的并行设计过程研究

在分析现有并行设计过程建模研究的基础上，提出了一种基于统一建模语言（UML）和多色集合理论的并行设计过程建模与分析方法，分析了并行设计活动的连接形式、UML活动图的基本建模元素和基本模型结构．采用多色集合理论，将UML活动图节点间的连接关系和基本模型结构形式化，结合基于特征的零件和工艺并行设计过程，建立了UML活动图模型，从模型简化、路径求取和时间消耗等方面定量地分析了并行设计过程，实现了该模型到多色集合围道矩阵的映射．研究表明，该方法具有面向对象且易于被非专业人员理解和使用的特点，可以为产品设计过程建立形式化模型．通过对设计活动进行布尔运算和定量分析，发现了影响产品设计进程的关键环节，从而为并行设计的组织和实施提供了理论指导．     

基于多色图理论的产品配置模型寻优及其系统

为了更准确地建立复杂产品结构之间的配置关系,提出了一种新的基于多色图理论的产品结构配置模型,给出了其数学模型,并应用改进蚁群算法对该模型进行了最优求解,最后基于该模型开发了产品配置管理的原型系统.结果表明,基于多色图理论的产品配置模型能够对复杂产品结构之间的配置信息、产品属性、装配关系等进行准确描述;同时,原型系统的开发让复杂产品设计并行化成为可能,为用户进行设计协作开辟了一条新的途径.     

基于多色集合的PCB组装优化建模方法研究

提出了一种基于多色集合理论的印制电路板(PCB)组装优化建模方法.基于多色集合(PS)的递阶结构,构建了包括PS集合层、逻辑层和数量层3个层次的集成模型框架.分别在集合层描述PCB、元件和设备的参数及其相互间的联系;在逻辑层描述各PCB组装任务的工序和设备组成;在数量层描述各PCB组装工序所组装的元件类型、数量和所需的组装时间.基于各层次模型及其相互间的映射关系,建立了多任务、多设备环境下PCB组装优化可计算模型,不仅描述了PCB组装优化问题中各种计算参数、工艺约束、资源约束等复杂的约束关系,还描述了组装过程中,元件短缺、设备故障、订单变化等不确定性影响因素,有利于实现复杂大规模PCB组装优化问题的高效求解.     

基于多色集合的贝叶斯诊断网络构造方法研究

为了解决贝叶斯诊断网络知识表达不一致的问题，构建了故障模式和物理组件之间的映射框架，并提出了一种基于结构分解的层级式多重故障结构模型．引入多色集合理论，对这种结构模型的底层框架进行形式化描述，使得模型便于计算机表达和操作．通过对多色集合的推理矩阵进行迭代搜索实现贝叶斯诊断网络（BDN）自动生成，并给出了具体的推理步骤．以汽轮机设备为例对提出的方法进行了有效性验证，结果表明该方法有助于BDN知识表达的规范化和构造过程自动化程度的提高．     

可重组制造系统车间设施动态重构研究

针对制造系统车间设施重构的决策问题,给出了面向可重组制造系统车间设施动态重构方法.利用多色图理论着色原理定义设施围道,建立制造车间多色图模型,通过布尔矩阵生成车间作业单元配置模型和物流模型,并构建工艺可行的作业单元配置方案;利用仿真分析软件构建作业单元配置方案的数字化仿真模型,结合生产物流及设施利用率分析,重构作业单元内设施系统.以某公司机械加工车间为研究对象,验证了车间设施动态重构过程的可行性和有效性.