本文關鍵詞：面向復雜機電產品系統(tǒng)層設計功能到結構的映射　出處：《浙江大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 多域復雜機電產品 系統(tǒng)設計 概念設計 運動特性變量 流特征變量 設計知識表示 組件知識庫 工作機理 物理效應 FMBS模型 基于規(guī)則的映射方法

【摘要】：隨著多域機電系統(tǒng)復雜性的日益增加,系統(tǒng)層設計已成為機電產品開發(fā)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)之一。在系統(tǒng)設計過程中,初步設計方案的生成是其核心問題,即將已知的系統(tǒng)功能元映射到相應的組件層,以實現(xiàn)功能元到組件的自動化匹配映射。目前雖然已有一些對其理論、方法的相關研究,但這些研究大多停留在理論階段,尚無切實有效的設計工具來支持實現(xiàn)概念設計過程的自動化實現(xiàn)。本文提出了一套較完整的設計思路,自動化地實現(xiàn)了概念設計中功能層到結構層的匹配映射過程。 為了實現(xiàn)知識的捕捉和概念設計的自動化求解,本文首先定義了統(tǒng)一規(guī)范的設計知識的表示,主要包括功能知識、工作機理知識、行為知識及組件知識的表示等,并建立了它們之間的雙向關聯(lián)。工作機理表述了功能的主要實現(xiàn)機理,其核心屬性是物理效應,對于物理效應的選擇,將極大程度地影響設計的涉及領域和創(chuàng)新程度。文中還提出了流特征變量的概念,并將其作為整個設計過程的標志性屬性,以實現(xiàn)功能層到結構層自動化匹配映射過程。 在知識庫的構建方面,本文分別對功能、工作機理、行為、組件、物理效應庫和匹配規(guī)則構建了相應的知識庫,以進一步支持系統(tǒng)的自動化設計過程。其中,組件的知識庫構建采用了組件功能—類型的復合分類方法,極大程度地提高了構件庫的檢索效率。 基于概念設計知識的表示和知識庫的信息,本文提出了功能層到結構層的匹配映射方法。該方法主要分為：直接功能匹配過程、基于規(guī)則的匹配過程和設計方案的生成三部分。對于匹配規(guī)則庫中可直接查詢到的功能,將其直接匹配到相應的實現(xiàn)構件；然后針對未能直接實現(xiàn)的元功能,進行基于規(guī)則的匹配過程,并將此設計結果存入匹配規(guī)則庫中；最后利用組件相容性信息對設計方案進行了篩選。 在上述工作的基礎上,本文應用SysML語言對概念設計的知識進行表示,并使用JAVA語言開發(fā)了支持功能到構件匹配的插件系統(tǒng)。最后以牛奶灌裝機為例實現(xiàn)了整個設計流程,驗證了設計系統(tǒng)的功能。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH122

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本文編號：1337622