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基于接口和约束的自动武器多领域协同设计技术研究

作　者: 梁贤烨
导　师: 王永娟
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 协同设计设计结构矩阵多目标粒子群优化冲突消解区间传播算法
分类号: TJ02
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

在自动武器的新产品开发时,需要研制枪弹、枪械、光电瞄具等各个模块的企业和人员协同设计。为了有效的避免协同设计时产生的冲突和设计过程的反复,需要将产品的零部件模块之间定义接口,研究自动武器模块接口的分类方式,建立各模块接口之间的关系,并建立技术指标和变量之间的动态约束关系,研究枪、弹之间和内部各单元的网络化协调流程和方法,开发相应的基于接口和约束的协同设计软件工具,从而便于不同的部门同步进行新产品早期的设计开发工作。本文以“基于接口和约束的自动武器协同设计技术研究”为研究背景,是“十二五”国防重大科研项目的一部份,通过研究如何将协同设计的方法融合到自动武器新产品的设计当中,有效的提高了自动武器的研发效率,本文主要研究内容有如下几点：(1)介绍了协同设计的原理与特点,为了实现自动武器的协同设计,对自动武器各构件进行设计结构矩阵(Design Structure Matrix,以下简称DSM)的模块化建模,找出各构件与其他构件耦合的接口参数并计算其联系信息流量,建立了自动武器的设计结构矩阵。开发了相应的建模工具。(2)采用多目标优化粒子群算法对设计结构矩阵进行聚类优化,将DSM中耦合度高的多个构件按照符合实际需求的适应度函数划分到同一模块下,方便协同设计小组的设计与开发。建立了相应的优化程序。(3)对自动武器协同设计中出现的冲突进行冲突分类,并采用基于约束的区间传播算法将各模块在单独设计中耦合参数产生的冲突进行消解,并开发了相应的协同设计冲突消解平台(4)建立基于内部局域网环境的后台Oracle数据库,并建立协同冲突消解模块与数据库之间的接口,通过软件实现设计人员之间的协同操作。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 选题的研究背景及意义  7-8
    1.1.1 研究背景  7-8
    1.1.2 研究对象及范围  8
  1.2 国内外研究现状  8-12
    1.2.1 协同设计技术综述  8-9
    1.2.2 产品协同设计的DSM建模及优化  9-11
    1.2.3 冲突消解研究  11-12
  1.3 论文主要研究内容  12-13
2 基于DSM的自动武器协同设计模块的建立  13-26
  2.1 分布式协同设计概述  13-16
    2.1.1 分布式协同设计的原理  13-14
    2.1.2 自动武器分布式协同设计的特点  14-16
  2.2 自动武器分布式协同设计模块化建模概述  16-18
    2.2.1 自动武器分布式协同设计意义  16
    2.2.2 自动武器分布式协同设计建模方式概述  16-18
  2.3 基于DSM的自动武器建模  18-25
    2.3.1 DSM简介  18-20
    2.3.2 自动武器协同设计模型  20-23
    2.3.3 自动武器DSM建模  23-25
  2.4 本章小结  25-26
3 协同设计模块的聚类与优化  26-40
  3.1 自动武器协同设计DSM聚类目标  26-28
  3.2 基于粒子群算法的轻武器协同设计模块的多目标聚类  28-33
    3.2.1 粒子群算法简介  28-31
    3.2.2 多目标优化方法简介  31-32
    3.2.3 多目标粒子群算法简介  32-33
  3.3 基于多目标粒子群算法的自动武器协同设计模块的聚类  33-39
  3.4 本章小结  39-40
4 基于约束的冲突消解方式  40-48
  4.0 协同设计中冲突产生的原因以及约束的分类  40-41
  4.1 冲突的分类以及检测方法  41-42
    4.1.1 显式冲突的检测与消解  41
    4.1.2 隐式冲突的检测与消解  41-42
  4.2 区间传播算法在冲突消解中的应用  42-43
    4.2.1 区间传播算法简介  42-43
    4.2.2 采用区间运算进行冲突消解的过程  43
  4.3 自动武器协同设计冲突消解实例  43-47
    4.3.1 弹膛接口参数模型  45
    4.3.2 内弹道接口参数模型  45-46
    4.3.3 弹壳接口参数模型  46
    4.3.4 耦合参数之间约束公式  46-47
    4.3.5 区间运算结果  47
  4.4 本章小结  47-48
5 自动武器协同冲突消解数据库的建立  48-58
  5.1 自动武器协同设计系统组成  48-50
    5.1.1 自动武器协同设计系统功能  48-49
    5.1.2 协同设计系统主要的三种模式  49-50
  5.2 协同设计冲突消解数据库的设计  50-52
  5.3 协同冲突消解数据库建立  52-57
    5.3.1 基于ORACLE关系数据库的协同冲突消解实例数据库建立  52-53
    5.3.2 自动武器协同设计系统中的存储过程  53-56
    5.3.3 自动武器冲突消解客户端与数据库的接口建立  56-57
  5.4 本章小结  57-58
6 总结与展望  58-61
  6.1 研究总结  58
  6.2 研究展望  58-61
致谢  61-62
参考文献  62-67
附录  67

基于接口和约束的自动武器多领域协同设计技术研究

内容摘要

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