产品设计中的工程更改影响分析和评估方法研究

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1、博士学位论文（学位研究生）产品设计中的工程更改影响题目：分析和评估方法研究作者：陈进平学科专业：航空宇航制造工程指导教师：张树生教授西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室2017年8月中国•西安TheengineeringchangeanalysisandevaluationmethodsinproductdesignByChenJinpingUndertheSupervisionofProfessorZhangShushengADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpa

2、rtialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAeronauticalandAstronauticalManufacturingEngineeringXi’anP.R.ChinaAugust2017摘要摘要为了减少新产品开发周期和成本，在已有产品基础上采用工程更改的方式获取新产品，这使得工程更改（EngineeringChange,EC）成为现代制造企业的一项重要业务活动。如何快速处理工程更改分析、评估等业务活动是困扰机械、航空、汽车、船舶等行业的共同难题。尤其在航空制造领域，由于其本身的行业生产特点：

3、型号多、变批量、设计更改发生频次高，导致航空制造企业面临工程更改管理困难的问题更加突出。工程更改的影响评估是制约工程更改处理的一个瓶颈，其准确程度关乎工程技术人员对工程更改建议的正确抉择，因此现代企业特别是航空制造企业，迫切需要先进的工程更改影响分析评估方法或辅助评估工具。本文针对这一需求，以两类工程更改（零件级工程更改和产品级工程更改)为研究对象，开展工程更改影响分析评估方法研究。针对零件级的工程更改，提出了一种基于工程更改特征评估更改影响方法；针对产品级的工程更改，提出了一种基于产品驱动参数关联网络模型的可行更改路径搜索与优选方法。本文的主要研究内容及成果如下

4、：（1）提出了一种基于更改特征的工程更改相似度计算方法。采用已有工程更改案例的知识评估工程更改影响，需要一种工程更改相似度计算方法。本文第二章，首先针对零件级工程更改影响的评估问题，引入特征技术到工程更改研究领域，定义了更改特征概念。采用更改特征来表示和描述CAD零件模型（更改前零件模型和更改后零件模型）具备相应更改属性。然后构建了工程更改特征数据模型，为工程更改知识的捕捉、存取、重用提供了模型基础。最后依据更改特征相似性计算工程更改案例之间的相似度。该方法不仅为工程更改理论研究提供了一种新的研究思路，即从特征角度出发，计算工程更改案例之间的相似度；而且为实现企业

5、大量工程更改案例知识(特别是更改零件模型附属信息、知识)的重用，奠定了理论基础。（2）提出了一种基于更改特征预测更改影响的方法。构建零件级工程更改影响的预测模型一直是工程更改影响分析评估的难点。本文第三章首先分析更改特征与更改影响的关系；然后在此基础上提出基于更改特征预测更改影响的方法；最后根据贝叶斯定理结合最小交叉熵原则构建工程更改的影响预测数学模型。采用本章方法构建的预测模型，解决了零件级工程更改影响的快速评估需要预测模型的难题。（3）构建了以产品驱动参数为主的工程更改影响传播分析模型。产品级工程更改的可行更改路径分析需要精确的产品分析模型。本文第四章在传统产

6、品参数建模技术基础上，首先引入产品驱动参数的概念；然后定义了三个建模规则：驱动参数建模、装配约束提升一级和五级传递终止原则；最后根据产品参数之间的关联关系，结合三个建模规则，建立产品更改影响分析模型。与传统的产品模型相比，本章构建的产品驱动参数模型的参数节点明显减少，极大地提高了分析效率，通过断环规则有效地避免更改分析限入死循环的问I西北工业大学博士学位论文题。（4）提出了一种更改路径搜索与优选方法。本文第五章在第四章构建的产品模型基础上，探索了工程更改传播相关机理，并提出了相关的可行更改路径搜索与优选算法。首先以图的方式存入参数节点信息；其次采用深度优选搜索方法

7、，搜索可行更改路径；然后根据更改成本、更改效率等评价指标建立统一的评价影响标准；最后根据评价标准，确定最优的更改方案。本章方法为实现计算机自动分析、搜索、优选最优可行更改路径（即更改方案），提供了理论基础。基于以上研究成果，开发了一个辅助工程技术人员快速分析评估更改影响的原型系统，并给出了相应的实验结果，包括零件级的工程更改影响评估实例、产品级的工程更改可行更改路径搜索与优选实例，验证了本文所提理论、方法的可行性和有效性。关键词：更改特征；影响评估；驱动参数；更改路径搜索本文受国防基础科研项目（A2720132006）资助。IIAbstractAbstractTo

8、reduc