【硕士论文】注塑成型协同设计关键技术研究与实现.pdf

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1、上海交通大学博士学位论文注塑成型协同设计关键技术研究与实现姓名：汪瀚申请学位级别：博士专业：材料加工指导教师：张永清;周雄辉2000.7.1摘要{信息技术的发展促进了全球大市场的形成，这种趋势对制造业的影响十分明显，迅速开发出满足用户需求的新产品并尽快上市成为企业赢得市场竞争的关键。为与激烈的市场竞争相适应，企业的组织结构已经从传统的“橄榄型”转变为“哑铃型”，设计阶段对整个生产过程的影响日益增大，如何有效地组织多学科、多任务的设计自然成为制造业界关注的焦点。注塑成型是一种高效低成本的制造方式，但由丁．注塑产品成型设计过程是一个强经验性、弱理论性

2、的领域，加强CAx／DFx等计算机辅助技术在该领域的应_[}j效能一直是人们关心的重点问题。7。本文首先根据先进制造技术的理论思想和注塑成型过平旱的特点，在对注塑产品全生命周jfIJ进行了功能分析、组织分析和信息过程分析的基础上，指出分布式异地注塑成型敏捷制造是适合注塑成型过程的生产组织方式。为支持注塑成型敏捷制造模式，针对注塑成型设计中的设计过程管理、设计决策辅助、I：具集成、信息共享等现实需求，本文首次提出了一个以协同设计思想为指导的注塑成型协同醍计环境，用于支持分布式异地注塑成型协同设计。其核心思想在于协调设计过程中各设计人员之间交换、共享

3、产品设计信息和知识的过程，通过应用工具集成、协同过程控制、通信与信息共享、产品数据管理等功能，达到信息集成、过程集成和组织集成的目的，从而提高洼塑成型设计过程中决策的正确率，并加速决策的过程．进而提高设计的效率和质量夕本文着重研究了在分布式多任务环境下协同设计的过程控制方法，在分析现有的集中式过程控制方式神吩布式过程控制方式的优缺点的基础上，首次提出了结台两者优点的适度递阶的分布式协同设计过程模型“该过程模型通过组织级、协调级和控制级三级控制结构实现，既具有高的控制效率，又保证了协同设计中各种过程协同的灵活性。j本文通过细化设计活动策略和协商机制

4、，实现了组织级的协同设计过程规划。针对常用的有色Petri网方法不能解决实际系统运行中出现的不确定性、资源共享、信息传递和外部氍序的实时交互等问题，通过对有色Petri网的扩充，提出了采用集控Petri网方法，用于协调级的建模和仿真；采用工作流模型为控制级实现，从用户管理、访问控制模型、协同任务控制规则三个方面实现协同设计过程的任务流控制。一’首次提出了利用基于事例的推理方法进行注塑成型设计辅助决策，同时结合协商机制，对事例进行协同修改，为设计人员的决策提供了良好的计算机辅助手段。漕次提出基于注塑成犁特征的设计事例匹配方案．可以准确有效地检索注塑

5、成型设计事例。通过对注塑特征进行模糊编码，实现了注塑成型特征的数字化表示，可以方便地用于事例匹配度计算)首次提出基于BP神经网络的事例匹配度计算一ANNI方法，很好地解决了现有的事例匹配算法需要人为定义权值或匹配规则的缺陷。皤0用神经网络的自适应性可以有效地确定复杂相关因素集之间的相互映射关系权值矩阵，从而能够有效地应用于基于事例的推理方法中多冈素的注塑成型特征集匹配度计算J提出了基于协商机制的事例修改方法，综合利用协同设计环境提供的通讯机制、表决机制、仲裁机制等手段，帮助设计人员进行计算机辅助决策。在前面的理论分析基础上j本文实现了一个注塑成型

6、协同设计环境原型系统，通过对注塑产品实例的协同设计过程实现，检验了本文提出的注塑成型协同设计环境系统结构、过程模型和设计决策支持机制的有效性。关键词：注塑成越协同设许过程模型Petri。。t工作流设计决策支持。cBR神经网络ANNI算法、协商机制ABSTRACTInformationtechnologyhasbeenmakingthewholeworldaglobalmarket，whichbringsmorecompetitionaswellasmorechances．Tobeawinner,manufacturerhastoprovidepr

7、oductsthatmeetthecustomer’sneedinaveryshorttime，whichmakesdesignstagemoreandmoreimportantintheproductionprocess．ThereforehowtoeffectivelyorganizemultidisciplinarydesignbecomesakevissueInjectionmoldingisanefficientandlowcostmanufacturingmethods．Limitedbyempiricaldesignandlacko

8、ffeasibletheoreticalinstruction，toimproveinjectionmoldingdesignheavi