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基于规则和约束推理的船体分段装配序列规划技术研究

发布时间:2018-02-08 10:44

  本文关键词: 分段装配 装配序列规划 RBR和约束推理 模糊综合评价 出处:《江苏科技大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:船舶的建造过程是一项繁琐、涉及结构件众多、工况复杂、周期漫长的系统性工程,船体分段的建造过程是其中的重要环节,合理的分段装配序列对提高船舶建造水平、降低建造成本、缩短建造周期有着极其重要的的意义。本文对船体分段装配序列规划问题进行了系统的研究,研究内容及方法如下:(1)结合船体分段装配的特点,研究了装配模型的建立方法,提出层次化的装配信息模型构建法和基于模糊聚类分析的船体子装配体划分法,通过建立模糊关系、隶属度函数以及模糊关系矩阵等实现了某典型双层底分段的子装配体划分,为分段整体装配序列的规划奠定了基础。(2)在分段装配信息模型和子装配体划分的基础上,结合船舶分段建造特点,提出基于规则推理(RBR)和约束推理的船体装配序列规划方法。通过对船舶行业的分段建造经验和装焊工艺知识进行研究,建立了装配规则库,并将船体分段组成结构件进行规则匹配以实现从构件层到部件层的初步推理;通过分析分段结构件的实际空间几何约束关系,建立了接触和干涉关系矩阵,并通过矩阵逻辑运算等相关约束推理实现了分段装配序列的推理生成。(3)针对装配序列评价过程的模糊性和综合性,提出了船体分段装配序列模糊综合评价法。通过分析影响船体装配序列优劣的因素,建立了模糊综合评判的因素集和备择集,并基于主观评定法,确定了评价因素的权重值;进而建立船体分段装配序列二级模糊综合评价过程实现了船体分段装配序列的综合评价,并以某双层底分段的装配序列评价为例,验证了该方法的可行性。(4)应用CATIA软件进行装配过程的模拟仿真,以推理生成的装配序列为对象,通过构建虚拟装配环境、建立产品模型和规划装配路径,实现了装配过程的仿真;通过静态和动态干涉分析,验证了推理得出的装配序列的可行性,为装配序列的评价提供了反馈信息。(5)在理论研究的基础上,针对目前人工工艺制定过程效率低下、一致性较差等问题,设计开发了装配序列规划系统,实现了分段装配信息管理、装配序列推理以及装配序列的综合评价,为装配工艺设计人员提高装配工艺知识管理水平和装配工艺的编制效率提供了解决方案。
[Abstract]:The construction process of ship is a complicated systematic engineering involving many structural parts, complex working conditions and a long period. The construction process of hull segment is an important link among which, the reasonable assembly sequence can improve the level of ship construction. It is very important to reduce the construction cost and shorten the construction period. In this paper, a systematic study on the hull segment assembly sequence planning is carried out. The research contents and methods are as follows: 1) combining the characteristics of hull segment assembly. The building method of assembly model is studied, and the building method of hierarchical assembly information model and the partition method of hull sub-assembly body based on fuzzy cluster analysis are put forward. Membership function and fuzzy relation matrix realize subassembly partition of a typical double bottom segment, which lays a foundation for the planning of segmental assembly sequence. Combined with the characteristics of ship subsection construction, a ship assembly sequence planning method based on rule reasoning (RBR) and constraint reasoning is proposed. The assembly rules base is established by studying the experience of subsection construction and assembly and welding process knowledge of ship industry. In order to realize the initial inference from the component layer to the component layer, the contact and interference relation matrix is established by analyzing the actual spatial geometric constraint relation of the segmented structure. The reasoning generation of piecewise assembly sequence is realized by using matrix logic operation and other related constraint reasoning. The fuzzy and synthesis of assembly sequence evaluation process is realized. The fuzzy comprehensive evaluation method of hull segment assembly sequence is put forward. The factor set and alternative set of fuzzy comprehensive evaluation are established by analyzing the factors influencing the hull assembly sequence, and the weight value of evaluation factors is determined based on subjective evaluation method. Furthermore, the two-stage fuzzy comprehensive evaluation process of hull segment assembly sequence is established, and the comprehensive evaluation of hull segment assembly sequence is realized, and the assembly sequence evaluation of a double bottom segment is taken as an example. The feasibility of this method is verified. (4) the simulation of assembly process is carried out by using CATIA software. The assembly sequence generated by reasoning is taken as the object, and the product model and assembly path are set up by constructing virtual assembly environment. Through static and dynamic interference analysis, the feasibility of the assembly sequence is verified, which provides feedback information for the evaluation of assembly sequence. Aiming at the problems of low efficiency and poor consistency in the process of artificial process development at present, an assembly sequence planning system is designed and developed, which realizes the information management of segmented assembly, the reasoning of assembly sequence and the comprehensive evaluation of assembly sequence. The solution is provided for the assembly process designer to improve the knowledge management level of assembly process and the efficiency of assembly process compilation.
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U671

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本文编号:1495265

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