面向复杂机电产品系统层设计功能到结构的映射

发布时间：2017-12-26 14:25

  本文关键词：面向复杂机电产品系统层设计功能到结构的映射　出处：《浙江大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 多域复杂机电产品 系统设计 概念设计 运动特性变量 流特征变量 设计知识表示 组件知识库 工作机理 物理效应 FMBS模型 基于规则的映射方法

【摘要】：随着多域机电系统复杂性的日益增加,系统层设计已成为机电产品开发过程中不可或缺的环节之一。在系统设计过程中,初步设计方案的生成是其核心问题,即将已知的系统功能元映射到相应的组件层,以实现功能元到组件的自动化匹配映射。目前虽然已有一些对其理论、方法的相关研究,但这些研究大多停留在理论阶段,尚无切实有效的设计工具来支持实现概念设计过程的自动化实现。本文提出了一套较完整的设计思路,自动化地实现了概念设计中功能层到结构层的匹配映射过程。 为了实现知识的捕捉和概念设计的自动化求解,本文首先定义了统一规范的设计知识的表示,主要包括功能知识、工作机理知识、行为知识及组件知识的表示等,并建立了它们之间的双向关联。工作机理表述了功能的主要实现机理,其核心属性是物理效应,对于物理效应的选择,将极大程度地影响设计的涉及领域和创新程度。文中还提出了流特征变量的概念,并将其作为整个设计过程的标志性属性,以实现功能层到结构层自动化匹配映射过程。 在知识库的构建方面,本文分别对功能、工作机理、行为、组件、物理效应库和匹配规则构建了相应的知识库,以进一步支持系统的自动化设计过程。其中,组件的知识库构建采用了组件功能—类型的复合分类方法,极大程度地提高了构件库的检索效率。 基于概念设计知识的表示和知识库的信息,本文提出了功能层到结构层的匹配映射方法。该方法主要分为：直接功能匹配过程、基于规则的匹配过程和设计方案的生成三部分。对于匹配规则库中可直接查询到的功能,将其直接匹配到相应的实现构件；然后针对未能直接实现的元功能,进行基于规则的匹配过程,并将此设计结果存入匹配规则库中；最后利用组件相容性信息对设计方案进行了筛选。 在上述工作的基础上,本文应用SysML语言对概念设计的知识进行表示,并使用JAVA语言开发了支持功能到构件匹配的插件系统。最后以牛奶灌装机为例实现了整个设计流程,验证了设计系统的功能。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH122

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本文编号：1337622