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产品族模型快速构建与智能配置关键技术研究

作　者: 谢健文
导　师: 陈新
学　校: 广东工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 网络化客户驱动制造 产品族模型 元件分级对象模型 骨架模型 智能配置
分类号: TH164
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 352次
引　用: 6次
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内容摘要


在21世纪，生产的竞争将会从以产品和生产力为主的市场竞争转变为以顾客需求为主的生产体系的竞争。以提高个性生活品质为目的的客户驱动制造技术因为有了网络这个载体，得以迅速发展起来。本文以提高基于网络的产品定制系统建立和执行的敏捷性作为主要目标，重点研究了产品族模型(面向快速设计的产品母模型或基模型)表达构建方法和产品实例推理机制。 论文首先回顾和分析了大规模定制产品设计理论，针对产品模型及数据建立过程复杂以及产品实例生成效率低等问题，提出了分步式模型构建和智能化推理的解决思路，并展开了如下工作： 1．提出了产品族模型分步式构建和智能配置策略及其系统框架，将产品族模型分解为基础模型和增强模型两部分，前者在系统建立阶段构建，后者在系统运行过程中通过自学习逐步生成，产品推理时则根据现有模型和数据状况灵活地选择推理方法。 2．通过分析产品族模型蕴含知识特性，提出了一种具体的产品族基础模型表达——产品族元件分级对象模型(GCOM)，分别定义了各级元件对象、层次联接结构模型和元件对象关系，并探讨了产品族元件分级对象实例的生成与产品实例快速获取的机制。随后，基于GCOM，提出了一种产品族增强模型表达——产品族骨架模型(SKM)，分别研究了SKM的两个组成部分——产品族析取骨架模型(ESKM)与产品族关联骨架模型(ASKM)的构成与特性，并提出了ESKM析取、ESKM选择决策树学习以及产品定制决策树学习等模型生成算法。这些理论方法可以充分支持模型的分步式构建以及产品实例智能配置。 3．基于GCOM和SKM，提出了结合了多种推理技术的产品实例智能配置技术框架，并研究了其中的产品功能结构元件推理技术与产品实例综合推理机制。提出了客户需求——功能域表达映射、功能域表达——元件对象推理、通用约束求解、基于GCOM与模板的推理、基于GCOM的直接推理以及基于GCOM和SKM的推理等方法，并分析比较了几种推理方法的性能。 4．提出了基于网络的产品定制集成系统技术框架，并描述了其中的产品族模型分步式构建和智能配置系统的功能结构。随后，给出了一种基于GCOM和SKM的产品定制系统构造的技术方法，并以山地车产品族实例，从公用基础平台构造出一个基于网络的产品定制系统。再以上述系统为平台，应用广东工业大学工学博士学位论文 前文提出的理论，实现了一个具体的山地车产品族模型的构建与产品实例 的推理的全过程。包括:山地车GCOM的建立;山地车ESKM的析取; 山地车ESKM选择抉择树的学习;山地车功能结构元件推理;基于GCOM 和SKM的推理方法，最后成功生成满足定制要求的产品实例。 本课题在国家自然科学基金项目“异地制造资源的快速构造与运行控制”(59985002)和广东省自然科学基金团队项目“实现数码工厂的关键技术和基础理论研究”(2003051)的资助下，分别开发了“电话机个性化定制原型系统”、“仪器仪表个性化定制系统”(惠美仪器仪表有限公司)和“山地车网络化定制系统”等，分阶段对上述关键技术进行了验证与实践，取得了阶段性的研究和应用成果。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
CONTENTS  10-13
第一章 绪论  13-31
  1.1 课题的提出  13-18
    1.1.1 引言  13
    1.1.2 大规模定制的理论与实践  13-16
    1.1.3 网络化客户驱动产品开发及其相关技术  16-18
  1.2 研究的目的和意义  18-20
  1.3 产品族模型表达与配置技术研究综述  20-29
    1.3.1 相关基础理论的研究  20-22
    1.3.2 产品族模型表达技术的研究  22-24
    1.3.3 产品配置技术的研究  24-26
    1.3.4 综述总结  26-29
  1.4 论文主要工作与组织结构  29-31
    1.4.1 论文主要研究内容  29-30
    1.4.2 论文组织结构  30-31
第二章 产品族模型快速构建与智能配置原理  31-45
  2.1 产品族模型及其组成  31-36
    2.1.1 产品族与产品族模型  31-33
    2.1.2 产品族模型的组成  33-36
  2.2 产品族模型快速构建策略  36-39
    2.2.1 产品族模型分步式构建思想  36-37
    2.2.2 产品族模型分步式构建实现机制  37-39
  2.3 基于产品族分步式模型的智能配置原理  39-43
    2.3.1 产品实例配置过程定义  39-40
    2.3.2 产品实例配置推理机制  40-42
    2.3.3 产品族智能配置策略  42-43
  2.4 产品族模型分步式构建与智能配置系统框架  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第三章 基于元件分级对象模型的产品族表达及其实例获取  45-66
  3.1 产品族模型的知识表达  45-51
    3.1.1 产品族模型蕴含知识的特性  45-46
    3.1.2 产品族模型相关的知识表达方法  46-48
    3.1.3 产品族模型框架对象描述语言知识表达  48-51
  3.2 产品族元件分级对象模型  51-62
    3.2.1 产品族对象模型框架  51-52
    3.2.2 产品族元件分级对象定义  52-57
    3.2.3 产品层次联接结构模型  57-59
    3.2.4 产品族元件对象关系定义  59-62
  3.3 基于GCOM的产品实例快速获取  62-65
    3.3.1 产品族元件分级对象实例的生成  62-63
    3.3.2 基于GCOM的产品实例快速获取机制  63-65
  3.4 本章小结  65-66
第四章 产品族骨架模型及其生成方法  66-88
  4.1 产品族骨架模型定义  66-68
    4.1.1 产品族骨架模型概念  66-67
    4.1.2 产品族析取骨架模型概念及其作用  67
    4.1.3 产品族关联骨架模型概念及其作用  67-68
  4.2 产品族析取骨架模型  68-72
    4.2.1 产品族析取骨架模型表达  68-69
    4.2.2 产品族骨架模型析取规则  69-70
    4.2.3 产品族析取骨架模型生成方法  70-72
  4.3 产品族关联骨架模型  72-87
    4.3.1 ASKM决策树生成原理  72-75
    4.3.2 ESKM选择决策树构造及生成  75-82
    4.3.3 产品定制决策树构造及生成  82-85
    4.3.4 ASKM决策树生成方法讨论  85-87
  4.5 本章小结  87-88
第五章 基于GCOM和SKM的产品实例智能配置  88-112
  5.1 基于GCOM和SKM的产品实例智能配置机制  88-91
    5.1.1 GCOM和SKM对产品实例推理的支持  88
    5.1.2 产品实例综合推理相关方法  88-90
    5.1.3 产品实例智能配置技术框架  90-91
  5.2 产品功能结构元件推理  91-94
    5.2.1 产品客户需求表达以及需求功能映射  91-93
    5.2.2 产品实例元件对象推理  93-94
  5.3 基于GCOM的通用约束求解  94-99
    5.3.1 逻辑约束求解  94-96
    5.3.2 数值约束求解  96-99
  5.4 基于GCOM与SKM的产品实例综合推理方法  99-111
    5.4.1 基于GCOM与模板的产品实例推理  99-102
    5.4.2 基于GCOM的产品实例直接推理  102-107
    5.4.3 基于GCOM与SKM的产品实例推理  107-110
    5.4.4 基于GCOM的产品实例推理方法讨论  110-111
  5.5 本章小结  111-112
第六章 基于GCOM和SKM的产品定制系统的构造  112-121
  6.1 概述  112-113
  6.2 基于GCOM和SKM的产品定制系统结构  113-115
    6.2.1 基于网络的产品定制系统设计要求与软件体系结构  113-114
    6.2.2 产品族模型分步式构建与智能配置系统结构  114-115
  6.3 基于GCOM和SKM的产品定制系统技术实现  115-120
    6.3.1 基于网络的产品定制系统运行环境  115-116
    6.3.2 基于网络的产品定制系统构造过程  116-120
  6.4 本章小结  120-121
第七章 山地车产品族模型构建与实例推理的实现  121-140
  7.1 山地车个性化定制需求  121-122
  7.2 山地车产品族模型构建  122-131
    7.2.1 山地车GCOM的建立  122-127
    7.2.2 山地车ESKM的析取  127-129
    7.2.3 山地车ESKM选择决策树的学习  129-131
  7.3 山地车产品实例综合推理  131-139
    7.3.1 山地车功能结构元件推理  131-136
    7.3.2 山地车产品实例推理  136-139
  7.4 本章小结  139-140
结论与展望  140-143
参考文献  143-151
博士学位期间发表的论文  151-152
致谢  152

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械制造工艺 > 计算机辅助机械制造
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