本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星典型構(gòu)件工藝挖掘與配置方法研究

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【摘要】：機(jī)械結(jié)構(gòu)是衛(wèi)星平臺的重要組成部分,其作用是支撐其他各分系統(tǒng)和有效載荷。結(jié)構(gòu)板、中心承力筒、框類零件等都是組成衛(wèi)星機(jī)械結(jié)構(gòu)的典型構(gòu)件。我國衛(wèi)星制造企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際表明,典型構(gòu)件的生產(chǎn)能力已經(jīng)成了衛(wèi)星制造企業(yè)提高快速響應(yīng)能力的關(guān)鍵。隨著衛(wèi)星朝系列化和平臺化方向的發(fā)展,典型構(gòu)件在結(jié)構(gòu)上也逐步呈現(xiàn)出相似性和系列化的特征�？偨Y(jié)典型構(gòu)件現(xiàn)行的制造工藝,基于制造特征分析歸納不同衛(wèi)星中同類典型構(gòu)件制造工藝的相似性,從中挖掘典型構(gòu)件系列的典型工藝,并形成典型工藝庫,據(jù)此實(shí)現(xiàn)典型構(gòu)件制造工藝的快速配置,對于實(shí)現(xiàn)典型構(gòu)件制造工藝的規(guī)范化,提高衛(wèi)星制造企業(yè)的快速響應(yīng)能力具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。這也是本文的主要研究內(nèi)容和希望實(shí)現(xiàn)的研究目標(biāo)。在大規(guī)模定制生產(chǎn)模式下,相對于產(chǎn)品族與配置技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中的巨大推動作用,工藝族的概念與配置技術(shù)在工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還只處于起步階段。對此,本文首先對工藝族的概念進(jìn)行拓展,提出了廣義工藝族的概念,明確廣義工藝族的內(nèi)涵,包括通用工藝特征、工藝知識和通用工藝結(jié)構(gòu)三個(gè)方面,并基于工藝平臺建立了廣義工藝族的體系架構(gòu)。為保證廣義工藝族信息在各制造系統(tǒng)之間的傳遞和共享,建立了廣義工藝族的UML模型,并采用XML對廣義工藝族的信息模型進(jìn)行表達(dá)。為了建立完善的衛(wèi)星典型構(gòu)件的廣義工藝族,需要從衛(wèi)星典型構(gòu)件的歷史工藝數(shù)據(jù)中對廣義工藝族中的工藝知識與通用工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行挖掘。對此,首先根據(jù)衛(wèi)星典型構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)中常用的典型工序序列和工藝決策規(guī)則可以表示為關(guān)聯(lián)規(guī)則形式的特點(diǎn),采用關(guān)聯(lián)規(guī)則的經(jīng)典挖掘算法Apriori算法對這兩類兩者進(jìn)行挖掘。針對大規(guī)模數(shù)據(jù)量的情況下,Apriori算法挖掘效率低的問題,采用二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法對工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,獲得關(guān)聯(lián)規(guī)則的最小支持度與最小置信度,以提高挖掘效率。并以衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板成型工藝中典型工序序列的挖掘和衛(wèi)星管路焊裝工藝中工藝決策規(guī)則的挖掘驗(yàn)證了算法的有效性。通過挖掘獲得的典型工序序列和工藝決策規(guī)則為完善衛(wèi)星典型構(gòu)件的廣義工藝族的工藝知識的完善奠定了基礎(chǔ)。其次,針對工藝數(shù)據(jù)往往以非結(jié)構(gòu)化的自然語言存儲的問題,采用屬性有向圖對工藝進(jìn)行描述,并基于工藝單元的二分圖最優(yōu)匹配和工藝路線的鄰接矩陣研究了工藝的相似度計(jì)算方法。針對工藝聚類具有聚類數(shù)量未知的特點(diǎn),基于近鄰傳播聚類算法,建立了典型工藝挖掘的半監(jiān)督聚類算法,并以Silhouette指標(biāo)和IGP指標(biāo)作為聚類結(jié)果的評價(jià)指標(biāo)。以衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板面板機(jī)加的典型工藝聚類實(shí)例驗(yàn)證了算法的有效性。由于廣義工藝族的通用工藝結(jié)構(gòu)往往體現(xiàn)為工藝路線的形式,而通過聚類挖掘獲得的典型工藝具有代表性,其工藝路線即可用于表示廣義工藝族的通用工藝結(jié)構(gòu)。針對衛(wèi)星典型構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)效率低、工藝重用率低的問題,提出將配置技術(shù)應(yīng)用于工藝設(shè)計(jì)過程中。針對工藝設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)多個(gè)中間變量與約束的情況,采用生成式約束滿足問題進(jìn)行工藝的配置,確定了模型變量與模型約束,基于廣義工藝族建立了工藝配置的約束模型,并基于回溯搜索算法實(shí)現(xiàn)了工藝配置問題的求解。對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板面板的機(jī)加工藝進(jìn)行配置,可獲得多個(gè)工藝配置方案。針對最優(yōu)方案的選取問題,提出了工藝配置方案評價(jià)的重用度指標(biāo)和有效性指標(biāo),研究了各指標(biāo)的計(jì)算方法,并建立了工藝配置方案的評價(jià)模型,實(shí)現(xiàn)了對工藝配置方案的權(quán)衡評價(jià)。最后,以北京衛(wèi)星制造廠的衛(wèi)星典型構(gòu)件為應(yīng)用驗(yàn)證對象,探討了相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。從衛(wèi)星制造廠工藝設(shè)計(jì)部門的實(shí)際需求出發(fā),開發(fā)了基于Siemens UG NX8.0和基于Web的衛(wèi)星典型構(gòu)件工藝配置系統(tǒng)工具,詳細(xì)討論了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的搭建,介紹了相關(guān)信息模型及主要功能模塊的設(shè)計(jì),給出了系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例,對系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：工藝族 知識挖掘 聚類 工藝配置 方案評價(jià)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V46
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-30
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義14-17
• 1.1.1 課題來源及背景14-16
• 1.1.2 課題研究的目的及意義16-17
• 1.2 工藝規(guī)劃技術(shù)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 工藝配置相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3.1 制造業(yè)中的知識挖掘與知識重用19-21
• 1.3.2 產(chǎn)品與工藝配置方法21-23
• 1.3.3 配置方案評價(jià)技術(shù)23
• 1.4 衛(wèi)星典型構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀23-26
• 1.4.1 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀23-24
• 1.4.2 壁板工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀24-25
• 1.4.3 衛(wèi)星管路工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀25-26
• 1.5 現(xiàn)有研究存在的不足26-27
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容27-30
• 第2章 基于工藝平臺的工藝族建模30-43
• 2.1 引言30
• 2.2 廣義工藝族的概念30-34
• 2.3 廣義工藝族信息模型表達(dá)34-39
• 2.3.1 廣義工藝族UML模型35-37
• 2.3.2 廣義工藝族模型信息表達(dá)37-39
• 2.4 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板面板機(jī)加廣義工藝族實(shí)例39-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第3章 典型工序序列與工藝決策規(guī)則挖掘43-58
• 3.1 引言43
• 3.2 典型工序序列與工藝決策規(guī)則挖掘問題描述43-47
• 3.2.1 典型工序序列與工藝決策規(guī)則挖掘框架43-45
• 3.2.2 典型工序序列與工藝決策規(guī)則關(guān)聯(lián)規(guī)則45-47
• 3.3 基于BPSO的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法47-51
• 3.3.1 粒子群優(yōu)化算法47-48
• 3.3.2 二進(jìn)制轉(zhuǎn)化48-49
• 3.3.3 關(guān)聯(lián)規(guī)則編碼49
• 3.3.4 適應(yīng)度計(jì)算49
• 3.3.5 關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘流程49-51
• 3.4 衛(wèi)星典型構(gòu)件典型工序序列與工藝決策規(guī)則挖掘?qū)嵗?/span>51-57
• 3.4.1 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板典型工序序列挖掘51-54
• 3.4.2 衛(wèi)星管路焊裝工藝決策規(guī)則挖掘54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 基于近鄰傳播聚類的典型工藝挖掘58-73
• 4.1 引言58
• 4.2 典型工藝挖掘問題描述58-59
• 4.3 典型工藝的相似性度量59-63
• 4.3.1 基于屬性有向圖的工藝建模59-60
• 4.3.2 工藝單元相似度量60-62
• 4.3.3 工藝路線相似度量62-63
• 4.4 典型工藝聚類挖掘63-67
• 4.4.1 工藝聚類的有效性及評價(jià)64-65
• 4.4.2 基于近鄰傳播聚類的典型工藝挖掘算法65-67
• 4.5 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板面板典型機(jī)加工藝挖掘67-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第5章 基于生成式約束滿足問題的工藝配置73-86
• 5.1 引言73
• 5.2 工藝配置問題描述73-75
• 5.3 基于GCSP的工藝配置建模75-79
• 5.3.1 生成式約束滿足問題76
• 5.3.2 工藝配置的GCSP模型76-79
• 5.4 基于GCSP的工藝配置問題求解算法79-82
• 5.4.1 回溯搜索算法79-80
• 5.4.2 基于BT的GCSP求解80-82
• 5.5 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板面板機(jī)加工藝配置實(shí)例82-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 第6章 工藝配置方案綜合評價(jià)86-98
• 6.1 引言86
• 6.2 工藝配置方案評價(jià)描述86-89
• 6.2.1 工藝配置描述86-88
• 6.2.2 可選工藝配置方案形成的原因88
• 6.2.3 工藝配置方案評價(jià)指標(biāo)88-89
• 6.3 工藝配置方案評價(jià)模型及算法89-94
• 6.3.1 工藝配置方案評價(jià)重用性指標(biāo)的計(jì)算89-92
• 6.3.2 工藝配置方案評價(jià)有效性指標(biāo)的計(jì)算92-93
• 6.3.3 工藝配置方案的權(quán)衡評價(jià)93-94
• 6.4 工藝配置方案評價(jià)實(shí)例94-97
• 6.5 本章小結(jié)97-98
• 第7章 工藝配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)98-116
• 7.1 引言98
• 7.2 系統(tǒng)需求分析98-100
• 7.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)100-107
• 7.3.1 系統(tǒng)技術(shù)路線分析100-101
• 7.3.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)101-103
• 7.3.3 系統(tǒng)功能模型設(shè)計(jì)103-105
• 7.3.4 系統(tǒng)信息模型設(shè)計(jì)105-107
• 7.4 系統(tǒng)應(yīng)用示例及分析107-115
• 7.4.1 產(chǎn)品信息提取與工藝附件輸出107-109
• 7.4.2 工藝知識挖掘與模塊管理109-111
• 7.4.3 典型工藝挖掘與模板管理111-112
• 7.4.4 工藝配置管理與方案評價(jià)112-113
• 7.4.5 系統(tǒng)應(yīng)用效果分析113-115
• 7.5 本章小結(jié)115-116
• 結(jié)論116-118
• 參考文獻(xiàn)118-127
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果127-129
• 致謝129-130
• 個(gè)人簡歷130

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉書暖;工藝知識發(fā)現(xiàn)與重用技術(shù)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

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本文編號：1052515