基于分布式产品模型的并行设计过程的研究

研究了产品并行设计过程,提出了基于分布式产品模型的并行设计分布式约束满足机制,该机制利用产品模型控制和指导设计过程,通过Agent之间的相互协作,使得设计约束不断得到满足,通过产品模型的分布表达及基于产品模型的并行设计分布式约束满足机制,分布,协作,并发的并行产品设计过程能够得到很好的支持,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求,在此基础上,开发了一个原型系统,给出了设计实例。     

面向并行设计的分布式产品模型的研究

为实现产品模型内部的一致性,针对并行设计过程,提出了面向并行设计的分布式产品模型,该模型基于Multi-agent的结构,既能表达产品内各部分相互之间的层次组成关系,也能表达产品内各部分相互之间的约束关系。实现了产品模型的分布式表达,该模型可以很好地支持分布,协作,并发的并行设计过程,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求。     

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。     

三维几何约束建模的研究与实现

以空间机构运动学为借鉴 ,采用对偶角和旋量对三维几何形体的空间位置进行描述 ,给出了基本几何约束关系的表达 ,并采用有向图来表达装配关系 ,进一步用面向对象方法实现了几何约束系统的设计和集成 .     

一种分布式微小卫星多学科设计优化环境构架

微小卫星总体设计是多学科权衡和优化的过程,需充分考虑各个学科之间的耦合关系、搭建有效的设计环境,以实现整体性能指标优化。该文研究了多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)构架,开发了相应的飞行器分布式设计环境(spaceraft distributed design environment,SDIDE)。这是一种基于协作优化方法和分布式对象技术的卫星总体MDO并行设计构架。在清华大学NS-1卫星的构型设计优化实例中,应用SDIDE以合理的温度场分布为目标进行优化设计,取得了理想结果,验证了该设计构架应用于卫星总体设计问题的可行性和实用性。     

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.     

基于SOA的分布式并行协同设计架构

在分析国内外并行工程和协同设计发展情况的基础上,结合多学科协同设计优化理论,定义了分布式并行协同设计的概念;通过对面向服务架构体系本质的分析,并综合考虑了分布式的智力资源环境,提出了一个全新的基于SOA的分布式并行协同设计平台架构.该架构集成了大型的商业化软件(如Pro/E、HvperMesh和ANSYS等)和专家系统,以完成复杂成品如转向架的设计和分析.依据顾客的需求,对该架构进行了一些关键服务的提取和定义;利用Java编程语言,对该平台架构中的服务接口进行描述.通过一个具体的实例,说明了该架构的各个部分,与现有的协同设计平台相比,该平台能够有效缩短服务交换周期,更好的支持复杂产品的异地并行协同设计.     

并行设计中冲突的一致性检测算法

对并行设计基于约束的一致性检测算法进行了研究,建立了Petri网模型. 分析了模型的性质,给出了适用于并行设计冲突检测的算法,并且通过具体应用实例进行了验证,说明了方案的可行性.     

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.     

机械产品数字化设计信息管理平台的开发

针对机械产品数字化设计过程中数据管理、信息共享和协同设计等问题,开发了一个交互式、分布式且面向产品设计流程的信息管理平台.根据机械产品数字化设计流程,将数字化设计信息分为设计分析型数据、图形数据和管理型数据,利用工程数据库来进行信息管理,结合网络技术开发出了机械产品数字化设计信息管理平台.该平台在某型产品的设计应用中表明,它能实现信息在Web上的交换与共享,满足设计人员协同设计的要求.     

基于仿真的广义动态约束网络建模技术

提出了支持复杂产品并行协同设计的广义动态约束网（GDCN）的概念,并给出了GDCN的数学模型．对GDCN的建模技术进行分析后,提出了基于仿真分析和元模型技术的领域级约束建模的有效方法．最后以某型号V6发动机曲柄连杆机构的设计为例,说明了支持复杂产品并行协同设计的GDCN建模技术的准确性和有效性．     

Self-organized evolution of mechanism kinetic scheme based on axiomatic design

The self-organized evolution technology of the mechanism kinetic scheme based on axiomatic design is presented.This technology tries to express the constraints between kinetic mechanisms briefly in a semantic form which is more familiar to the designers.Though the mapping process between the kinetic chain unit and the unit instance,the evolution from abstract unit to concrete engineering instance is achieved.The subdivision of unit coupling semantics is studied.and the evolution of semantics is finished.Also.the semantic constraints evolution of unit coupling semantics is described.The product structure models with function and assembly meanings are constructed based on the kinematic chain unit and unit coupling.It provides a basis to realize the inheritance and transfer of constraint information from conceptual design to design for assembly(DFA).As the engineering practice result shows,the method Can help the engineers express their design intension more clearly and naturally in a high semantic level.And the automation,recursion and visualization of the mechanism kinetic scheme design are realized.     

The Application of Constraint Satisfaction Technique in Conflict Detection and Resolution

The conflict detection and resolution in collaborative design is a key issue to maintain multidisciplinary design consistency,This paper proposes a new method for conflict detection and resolution based on constraint satisfaction technique.The representation of design constraint,the interval arithmetic of the constraint satisfaction problem CSP and the conflict resolution strategy based on constraint relaxation and adjustment are introduced.A constraint-satisfaction based conflict detection and resolution tool CSCDR is then developed.It can help collaborative designers to detect and resolve the conflicts in time in the early stage of the design process so that the unnecessary design iteration and repeated negotiation are avoided and the design efficiency is then much improved.A design case illustrates the effectiveness of CSCDR.     

并行工程过程研究

过程、计算机支持系统和组织管理是并行工程的三个关键问题,在对设计过程进行详细分析的基础上,利用Petri网作为表达工龄,建立了并行工程的过程模型,形式化地表达出并行工程中设计和制造活动在信息意义上的并行性,为并行工程过程的仿真和评价提供了理论依据。     

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。     

A CORBA-based integration platform of product development process management for concurrent engineering

Product development process management plays an important role in concurrent engineering (CE). The integration platform is a useful tool for effectively supporting the software development and integration. Based on the analysis of practical requirements for product development process management for CE, a CORBA-based integration platform of product development process management (IP-PDPM) is designed and developed. The design principles for IP-PDPM are described. The system architecture and functions of the platform are given, the key technologies for the implementation of IP-PDPM are presented, the application integration mechanism and its implementation techniques are also detailed. Foundation item: Supported by the National 863 High-Tech Project (863-511-930-012) Biography: Zhao Jin-min (1963-), female, Ph.D. candidate, research direction: concurrent engineering.     

Multidisciplinary design optimization approach and its application to aerospace engineering

The multidisciplinary design optimization（MDO）approach is very crucial for the conceptual design of the aircraft,and this is due to the complex interaction between different disciplines, especially for the hypersonic vehicle. In the hypersonic vehicle, the airframe and the engine are highly integrated. In the current survey, the research progress in the MDO approach has been reviewed comprehensively from four primary techniques, namely the design of experiments, the surrogate modeling, the optimization method and the MDO framework, and its application to the aerospace engineering has been summarized from its category as well. The concurrent subspace optimization approach is the most popular method in the aerospace engineering for its easy implementation, and following is the collaborative optimization approach. The multi-level optimization approach has attracted a growing attention due to its high efficiency. In conclusion, some promising research recommendations have been put forward, namely the combination of the low- and high-fidelity optimization approaches, the consideration of the uncertainty analysis and the MDO approach coupled with the data mining techniques.     

并行工程哲理的信息熵描述

并行工程作为一种思想和哲理，本质在于全面考虑产品特性与开发过程的固有约束性，核心是并行设计。本文首先论述了并行工程哲理的内涵，着重从信息论的角度对其进行描述，解释了并行工程优于串行工程的原因和实质。     

面向并行工程的产品设计综合评价及决策

依据动态规划原理和模糊理论,建立了面向并行工程的产品设计多级模糊决策模型,对决策过程中各设计方案的模糊评价作了分析讨论,为产品并行设计的决策提供了理论依据,增加了并行设计的可操作性．利用所提出的方法,可有效地解决产品并行设计的决策问题．     

Research on Key Techniques of Collaborative Design System

The development of product is a complex process. Collaboration is necessary to this process to support multi-function teams' participation in this process at the same time. Effective task decomposition is the prerequisite of collaborative design and constraint network was used to express the relationship among design participants. In order to make the coupling collaborative design go smoothly, a constraint satisfaction model based on dynamic constraint is put forward. An integrated-based conflict resolution model is advanced to resolve the complex conflict during the process of collaborative design.