面向可拓实例推理的产品设计演化方法

发布时间：2017-05-13 05:28

  本文关键词：面向可拓实例推理的产品设计演化方法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前产品更新日新月异,市场竞争日益激烈,为迎合客户需求,制造企业必须对产品进行不断地创新,而掌握一种产品设计演化方法能够让企业准确把握市场方向,同时也能够加快企业的产品创新设计。可拓实例推理技术正是一种比较成熟的产品设计演化方法,它利用以前的设计知识来解决当前产品设计中遇到的问题,是一种基于先前实例的设计方法。可拓实例推理的主要环节包含实例表达、实例匹配、实例修改和实例评价,本文在此基础上增加一个实例分类环节,并将多维关联函数应用于实例匹配当中,主要工作包含以下内容:实例表达与实例匹配是产品设计演化的基础,本文首先利用可拓基元构建产品实例与客户需求信息模型,并根据客户需求计算产品属性最优值与可拓域。其次,针对多属性产品设计的实例匹配过程,提出一种基于多维关联函数的匹配算法,通过对二维与三维关联函数计算方法的总结,构建了多维关联函数的数学模型,并在此基础上,计算得到产品实例的相似度值。最后,通过实例应用和算法对比分析,验证了此算法的可靠性与正确性。为使产品设计演化效率更高,演化对象更具体,提出一种基于BP神经网络的产品实例分类算法。根据产品分类特点,优化BP神经网络误差计算方法以改善收敛速度慢的问题,并对其训练样本进行预处理以提高分类的准确率。最后以此BP神经网络为平台,根据相似度值、不匹配属性数量以及不匹配子特征属性对产品实例进行多层次分类。实例修改是产品设计演化的最终实现途径,首先,构建产品特征属性与结构之间的映射模型,通过映射模型推理得到相似实例不相容核问题。然后,以传导度为依据,并结合置换变换、复制变换、分合变换、增删变换以及扩缩变换方法,对核问题中的产品零部件的结构或尺寸等进行修改变换,最后得到与满足客户需求的新实例。根据本文提出的理论技术方法,在Solidworks平台上设计开发出基于可拓实例推理的螺杆空压机设计系统,集成了多维关联函数匹配算法、BP神经网络分类方法、不相容问题协调机制并验证了其可行性与有效性。
【关键词】：可拓 实例推理 产品设计演化 多维关联函数 BP神经网络 不相容问题
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB472
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 研究意义12-13
• 1.2 产品设计国内外研究现状13-19
• 1.2.1 产品设计研究现状13-14
• 1.2.2 产品演化方法研究现状14-15
• 1.2.3 分类方法研究现状15-16
• 1.2.4 产品设计过程的冲突协调方法研究现状16-19
• 1.2.5 产品设计系统研究现状19
• 1.3 智能化推理技术研究现状19-21
• 1.3.1 智能化推理方法概述19-21
• 1.3.2 实例推理关键技术21
• 1.4 目前存在的问题21-22
• 1.5 论文主要内容及其组织形式22-24
• 1.5.1 论文主要内容22
• 1.5.2 论文组织形式22-24
• 第2章 面向可拓实例推理的多维关联函数建模及应用24-40
• 2.1 引言24
• 2.2 面向可拓实例推理的产品知识建模24-26
• 2.2.1 面向产品检索的实例基元建模24-25
• 2.2.2 产品实例属性最优值确定25-26
• 2.2.3 客户需求可拓域确定26
• 2.3 基于多维关联函数的相似实例匹配算法构建26-33
• 2.3.1 二维关联函数的数学建模27-28
• 2.3.2 三维关联函数的数学建模28-30
• 2.3.3 多维关联函数的通用数学模型构建30-31
• 2.3.4 基于多维关联函数的相似度函数构建31-32
• 2.3.5 产品实例匹配结果分析32
• 2.3.6 基于多维关联函数的相似度函数计算步骤32-33
• 2.4 面向可拓实例推理的多维关联函数应用33-38
• 2.5 小结38-40
• 第3章 面向可拓实例推理的BP神经网络分类方法40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 基于相似误差优化的BP神经网络分类算法40-48
• 3.2.1 BP神经网络分类算法误差优化42-43
• 3.2.2 BP神经网络分类算法构建43-44
• 3.2.3 训练改进的BP神经网络44-45
• 3.2.4 改进的BP神经网络效果验证45-48
• 3.3 基于改进BP神经网络的产品实例分类方法48-52
• 3.3.1 基于相似度区间的实例分类49
• 3.3.2 基于不匹配属性数量的实例分类49-50
• 3.3.3 基于不匹配子特征属性的实例分类50-51
• 3.3.4 基于改进BP神经网络的产品实例分类原理51-52
• 3.4 面向可拓实例推理的BP神经网络分类方法应用52-54
• 3.5 小结54-56
• 第4章 面向可拓实例推理的产品结构变异方法56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 基于产品实例推理的结构变换核问题建模56-61
• 4.2.1 基于实例结构的设计问题推理分析57-60
• 4.2.2 面向产品变换推理的不相容核问题建模60-61
• 4.3 面向结构变异的不相容问题演化方法61-65
• 4.3.1 面向产品结构变异的核问题变换推理61-64
• 4.3.2 面向产品结构变异的设计问题传导变换64-65
• 4.4 面向可拓实例推理的产品结构变异方法应用65-70
• 4.5 小结70-72
• 第5章 面向可拓实例推理的螺杆空压机设计系统72-80
• 5.1 引言72
• 5.2 螺杆空压机设计系统开发背景及其框架72-73
• 5.2.1 螺杆空压机设计系统开发背景72
• 5.2.2 螺杆空压机设计系统组织框架72-73
• 5.3 螺杆空压机设计系统应用73-78
• 5.4 小结78-80
• 第6章 结论与展望80-82
• 6.1 结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 符号说明82-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-92
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果92

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