分布环境下的协同装配序列规划

发布时间：2020-08-21 05:13

【摘要】：作为并行工程和计算机集成制造中的关键支撑技术,计算机辅助装配规划是产品数 字化预装配的核心问题,也是决定产品生产成本的重要因素。随着装配体中零部件数量 的增加,装配规划变得更加困难;另外,网络化制造模式的形成需要协同预装配技术的 支持。为此,本文提出了网络分布环境下面向装配的协同设计集成框架,研究了复杂产 品的协同装配序列规划方法。 在分析产品装配结构设计过程和协同规划对装配模型的信息需求基础上,提出包含 装配设计意图、过程和结果的面向协同规划的复杂产品装配建模思想。研究并建立了基 于装配结的装配联系图模型和基于共享零件的产品局部结构规划层次树模型,阐明了协 同装配序列规划模型中零件信息、装配信息和协同管理信息的内容和组成。 为了对产品结构进行装配序列规划,提出了装配序列蚁群优化方法,实现了采用拆 卸策略的装配序列产生和优化。提出拆卸完全图来隐式、动态地表达序列空间,将初始 可行的拆卸操作设置为搜索起始点,用集成拆卸矩阵进行装配过程几何推理,从而生成 拆卸操作候选列表来限制搜索的范围,保证了构建序列的可行性。讨论了算法的特点, 并和其它智能装配优化方法进行了比较和分析。 以规划结构层次树模型为参考、共享零件为联系,研究了自下而上的局部装配序列 调整、合并、冗余约束处理和搜索的序列综合过程。讨论了局部装配序列的调整规则, 提出了不同规划结构间零件全局装配优先关系的空间阻碍图表达,给出了清除合并序列 中冗余约束信息的算法。基于建立的装配经验知识库,通过对序列综合后形成的装配优 先图进行搜索获得产品的装配序列参考方案。 面向网络分布环境下多用户装配方案协同决策的需求,提出了协同装配活动五元组 模型。详细讨论了装配操作权控制的令牌模型、复制式协同装配场景的同步维护和基于 事件的协同装配通讯协议描述、传递和解析等协同装配活动机制。通过分离装配应用模 型和可视化模型,提出了网络环境下基于装配主模型的干涉检查模式。研究了静态文件 -动态模型方式的多用户协同装配可视化方法。 给出了支持协同装配序列规划原型系统的体系结构,利用 VC++、Java、VRML、 Socket 技术和 Protoolkits、Open API 开发工具包实现了面向协同规划的装配建模、装配 序列蚁群优化、装配序列综合和协同装配网络平台等功能模块,用实例产品验证了研究 成果的正确性和有效性。文末对全文进行了总结,展望了进一步的研究工作。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH166
【图文】：

BourjaultA.和 LhoteA.[16]采用人机交互“问答随后 De Fazio T. L.和 Whitney D. E.[24]、Baldwin D. F.用户回答问题的数量，然后通过对装配优先约束关系层次模型表达产品的装配序列。牛新文[26]通过引入局理的运动空间方法，研究了零件间优先关系的自动推于拆卸策略的装配规划中通常采用的图论算法。Hom.[17]通过对产品联接图进行缩并，利用割集算法对联接子装配体，直到不可再分。并提出了装配序列的 AN程中的子装配体或零件，超弧表达将子装配体或零件配操作。超弧的起始点对应上一级更大子装配体，终 1.2 显示了一个五个零件装配体的装配序列 AND/O大量的存储空间。因为割集算法的计算复杂性为 O（3N产品的装配顺序规划存在指数复杂性问题，这是让人

划任务完成后形成的装配序列结果。各个人员在序列配冲突情况记录在装配冲突域 AsmCollison 中，作为的依据；得到的该单元的装配序列 AsmSequence、装段和协同装配决策的基础。可见，在协同工作过程中逐渐丰富和完善的，前一阶段的模型作为后一阶段工列规划的有序开展。中，每个参加协同工作的人员类型不同，CMI 模型中户而言，只需要建立 PI 信息域，而 TI 和 AS 信息域CMI 模型中的三个信息域都将具有相应的内容。协同装配序列规划方法，利用如图 3.10 所示、较为简本章面向协同规划的装配建模和第五章的装配序列综件组成，其中 9 个功能零件，7 个连接件。78XZ

（a）装配体爆炸图图 4.1 一个示意性【定义 4.3】信息素矩阵（Pheromone MatriCG 图中各条边上的信息素变化情况的方阵。在蚁群算法中，信息素矩阵用来作为所有蚂蚁指导。本文中，DCG 图有 6n 个拆卸操作节点，。矩阵中的一个元素 (t)ijτ 表达了从 DO i 选择 D素积累情况，即边 (i , j)上信息素的值。因为装配行的，但从拆卸操作 j 到i却不一定可行，所以对称 TSP 情况。3.3 装配序列几何推理和 TSP 问题相比，装配序列规划是一种具有更构建序列的几何可行性，必须对蚁群的搜索加以因违反装配约束关系而不可行，如图 4.1（b）中

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