面向裝配設(shè)計(jì)和裝配序列規(guī)劃框架

1、浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯面向裝配設(shè)計(jì)和裝配序列規(guī)劃框架an assembly oriented design framework for product structure engineering and assembly sequence planning22面向裝配設(shè)計(jì)和裝配序列規(guī)劃框架【關(guān)鍵詞】：面向裝配的設(shè)計(jì) 裝配序列規(guī)劃 基于裝配的設(shè)計(jì) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)【摘 要】：本文介紹了一種新穎的設(shè)計(jì)框架，面向裝配的設(shè)計(jì)（aod）。它把同時(shí)考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配序列規(guī)劃階段作為產(chǎn)品生命周期管理（plm）戰(zhàn)略中的一個(gè)新的功能。產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品生命周期的集成問(wèn)題，在過(guò)去二十年多發(fā)展過(guò)程中，已受到極大的的關(guān)注

2、，尤其是在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。本研究的主要目的是確定裝配順序，進(jìn)入初步設(shè)計(jì)。通過(guò)引進(jìn)和應(yīng)用裝配工藝知識(shí)，以提供組裝階段的背景知識(shí)，以支持生活為導(dǎo)向的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)擬議的框架凸顯了一個(gè)以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的一種新算法。它整合涉及到dfa規(guī)則的邊界條件，裝配序列的工程決策和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的定義。這個(gè)框架已經(jīng)在一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)并作為plm系統(tǒng)的aod模塊。催化轉(zhuǎn)換器和柴油微粒過(guò)濾器子系統(tǒng)，屬于汽車(chē)零部件的排氣系統(tǒng)應(yīng)用此框架的一個(gè)案例研究，引入了評(píng)估aod的方法和效率。1.介紹受全球金融危機(jī)加劇的影響，質(zhì)量，成本，時(shí)間在市場(chǎng)方面目前極具競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致公司設(shè)立更集中的研究和發(fā)展戰(zhàn)略，以提高他們的競(jìng)爭(zhēng)

3、力。公司在汽車(chē)行業(yè)，特別是面對(duì)自己的行業(yè)部門(mén)的具體問(wèn)題，他們是通過(guò)將地理上分散的團(tuán)隊(duì)和專(zhuān)家網(wǎng)絡(luò)，密切重新組織。因此，目前的工業(yè)需求，需要由傳統(tǒng)的順序工程階段為基礎(chǔ)的方法采取并行工程的方法來(lái)重疊的生命周期工程活動(dòng)。事實(shí)上，包容性和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中融入產(chǎn)品生命周期的活動(dòng)，已受到過(guò)去超過(guò)二十年多的關(guān)注，尤其是在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。這樣一個(gè)將制約、方法、工具和產(chǎn)品的生命周期活動(dòng)的整合技術(shù)的思考，成為共同研究興趣的焦點(diǎn)。一個(gè)特定的領(lǐng)域是研究如何進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配順序規(guī)劃（asp）并發(fā)的方式1。它的主要目標(biāo)集中在初代的基礎(chǔ)上演變的初步設(shè)計(jì)的裝配序列定義，并在同一時(shí)間申請(qǐng)進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段信息，這個(gè)信息，盡早通過(guò)引進(jìn)

4、裝配過(guò)程有關(guān)信息，以便提供更好地面向裝配的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。如在早期的初步設(shè)計(jì)階段的asp階段，就考慮到裝配問(wèn)題，代表在面向裝配的設(shè)計(jì)（aod）的更廣泛的范圍內(nèi)的緊急和新穎的研究方法。考慮ered等效作為一個(gè)自上而下的設(shè)計(jì)方法2，aod方法的目的在產(chǎn)品生命周期中缺乏發(fā)展過(guò)程，這是傳統(tǒng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)功能上的定義3。aod的是一種很有前途的方法，在了解裝配產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和造型的情況下，在生產(chǎn)的初步考慮到在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的裝配序列?；谇捌趯?duì)于裝配序列的定義4 的工作，本文描述了一種對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工程使用asp信息對(duì)比aod的其他工作，通過(guò)對(duì)aod框架的初步努力，本文提出了一種新的方法將和集成裝配信息并行的設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品

5、設(shè)計(jì)相關(guān)信息使所有大會(huì)成員作出明智的面向裝配的設(shè)計(jì)決策。該方法被稱(chēng)為以大會(huì)序列定義算法（阿斯達(dá)）和整合到dfa的相關(guān)規(guī)則，裝配序列的工程決策和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義的邊界條件的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的一種新算法。本文將在第2節(jié)中呈現(xiàn)一個(gè)文字的的調(diào)查結(jié)果顯示，在其中作者將廣闊的asp和dfa條款的藝術(shù)和挑戰(zhàn)研究的狀態(tài)都描繪清楚。在第3節(jié)，介紹了一個(gè)新的方法，描述了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的框架的aod在早期產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工程和相關(guān)的asp階段。該方法在一個(gè)名為飛馬新系統(tǒng)實(shí)施，它是作為plm系統(tǒng)的aod模塊開(kāi)發(fā)。最后，催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過(guò)濾器子系統(tǒng)，汽車(chē)零部件供應(yīng)商從形成的的工業(yè)排氣系統(tǒng)的案例研究的基礎(chǔ)上，引入評(píng)估aod的方法

6、和效率。2.文獻(xiàn)調(diào)查 本節(jié)提供了相當(dāng)數(shù)量的發(fā)表在asp與dfa的研究工作概述。它也給出了一個(gè)在研究現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)的主要結(jié)果等領(lǐng)域的結(jié)論。2.1 裝配序列規(guī)劃一個(gè)asp被認(rèn)為是一個(gè)裝配工藝規(guī)劃領(lǐng)域的子域。在過(guò)去的20年，基于asp項(xiàng)目研的究已受到來(lái)自制造業(yè)和研究項(xiàng)目組的非常重視。這些研究已經(jīng)導(dǎo)致算法的裝配序列生成的各種方法，決定使用圖形、圖表和評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)表示，以減少組合的復(fù)雜性.bourjault是第一個(gè)通過(guò)向圖和經(jīng)常性的方法5 來(lái)涵蓋這個(gè)問(wèn)題的。之后，德法齊奧和惠特尼在bourjault的方法6 減少專(zhuān)家問(wèn)題。然后，homem德梅洛和桑德森使用和/或分解顯示圖來(lái)描述，從而形成了大會(huì)7的描述。san

7、tocchi和迪尼通過(guò)引入三個(gè)矩陣，即在直角坐標(biāo)系統(tǒng)的干擾矩陣，接觸矩陣和連接矩陣為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析一個(gè)候選產(chǎn)品的裝配序列8。此外，mascle，結(jié)合機(jī)械約束及相關(guān)的半自由度約束9 改善了功能模型。最近，m ascle用現(xiàn)有的有使用模型積分序二元決策圖（obdd）來(lái)表示和處理所有可能的裝配序列10。強(qiáng)調(diào)這些努力只為約十個(gè)組成部分.然而附加值的圖形和基于矩陣的方法血藥更多的組件產(chǎn)品，這些方法都沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試，增加了裝配規(guī)劃的推理復(fù)雜性。幾位作者提出詳細(xì)的產(chǎn)品幾何特征作為輸入的方法。從一個(gè)cad（b rep）模型出發(fā)，laperrie和elmaraghy得到了呈幾何級(jí)數(shù)增加的、穩(wěn)定的生成裝配序列

8、的方法，為了提高程序的有效性 11。此外gottipolu和戈什介紹cad系統(tǒng)自動(dòng)生成裝配序列矩陣為基礎(chǔ)的方法，從開(kāi)始加入接觸和干擾載體12,13。另一方面，張某等人，描述了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，基于連接矩陣，汽車(chē)零部件，在白色背景14定義在身體可行的裝配序列。最近，林等，提出了一個(gè)接觸關(guān)系矩陣生成裝配序列，以幫助工程師設(shè)計(jì)替代識(shí)別15的方法。在cad系統(tǒng)中緊密連接，也強(qiáng)調(diào)了解相關(guān)信息和幾何特征對(duì)于優(yōu)化裝配序列計(jì)劃的重要性.在過(guò)去十年里，大部分的研究工作都集中在優(yōu)化方法上，如超啟發(fā)式算法1，遺傳算法（ga）的也被用來(lái)產(chǎn)生各種解決方案，其中一些被精心優(yōu)化。因此，博納維爾等，采用遺傳算法生成和評(píng)價(jià)裝配計(jì)劃

9、16。德烈等。開(kāi)發(fā)了ga的生成裝配樹(shù)，并使用專(zhuān)家系統(tǒng)選擇最優(yōu)序列17。此外，史密斯和史密斯提供了基于增強(qiáng)的遺傳算法的比平時(shí)ga更可靠和更快的自動(dòng)裝配規(guī)劃18。曾等人使用了一個(gè)稱(chēng)為memetic的算法，一種生成與使用連接器概念19的大型制約因素的可行的的裝配序列的改進(jìn)型ga算法。更最近的是，蘇提出一個(gè)分層的asp做法，以便幾何和工程可予受理的裝配序列可能被自動(dòng)分析推斷出，很容易地抽選出認(rèn)為的最優(yōu)的序列 20。盡管ga為基礎(chǔ)的方法已被評(píng)估為更有效的方法來(lái)生成和選擇裝配序列，對(duì)應(yīng)的最佳裝配序列的全局最優(yōu)不一定能達(dá)到.基于上述調(diào)查結(jié)果和局限性，對(duì)知識(shí)工程和人工智能領(lǐng)域的其他方法的探索是另外的方法。查和

10、杜促進(jìn)以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，使用多代理系統(tǒng)（mas）和petri網(wǎng)部分關(guān)系的信息21的方法，考慮從一開(kāi)始就以支持裝配設(shè)計(jì)和asp。在另一個(gè)單獨(dú)的文件中，侗等描述了一個(gè)以知識(shí)為本的asp方式，在大會(huì)上提出一個(gè)連接基于語(yǔ)義的裝配樹(shù)建模（csbat）22。這些努力的結(jié)果，引進(jìn)裝配模型的語(yǔ)義和知識(shí)的證明提供一個(gè)更好的集成和裝配規(guī)劃意圖的理解，尤其是基于代理的經(jīng)營(yíng)技巧.此外在使用plm的背景下，鮑蘭等集成的計(jì)算機(jī)輔助裝配工藝規(guī)劃（caapp）系統(tǒng)功能的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（pdm）系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)管理框架和一個(gè)高層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系，形成了一個(gè)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)23。明等建議通過(guò)工藝規(guī)劃（capp），制造（cam）的協(xié)作

11、方式，在更廣的范圍內(nèi)使用plm 24。從開(kāi)始接觸，并優(yōu)先約束在cad模型中，demoly等奠定了可行的矩陣為基礎(chǔ)的裝配序列生成到plm系統(tǒng)方法，并在cad系統(tǒng)4進(jìn)行仿真。 2.2 面向裝配的設(shè)計(jì)從七十年代開(kāi)始，面向裝配的設(shè)計(jì)（dfa）方法都需要一個(gè)多學(xué)科小組，以評(píng)估和驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使其適合裝配工程過(guò)程。首次出版工作和貢獻(xiàn)，介紹了設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和定性評(píng)價(jià)的啟發(fā)式規(guī)則。這樣一種方式，andreasen等 25，雷德福和chal26設(shè)計(jì)組裝為進(jìn)程使用定性分析原則的框架規(guī)則，以日立公司開(kāi)發(fā)的可裝配性評(píng)價(jià)方法（aem）為重點(diǎn)，主要是插入操作，其中每個(gè)組件在裝配過(guò)程中允許有一個(gè)運(yùn)動(dòng)27。然后，yamagiwa提

12、出索尼dac方法根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則或訂單要求來(lái)調(diào)整產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)裝配28。最近，stone et al等介紹了y一種概念性的dfa方法，在使用功能的基礎(chǔ)上，以啟發(fā)式規(guī)則生產(chǎn)模塊化產(chǎn)品架構(gòu)29。雖然這些方法都從一個(gè)行業(yè)獲得利益，主觀的性質(zhì)已被作為一個(gè)潛在的障礙，因?yàn)楸仨毐挥脩?hù)理解.作為結(jié)果，其他方法已被提出，并指出正式的分析與定量評(píng)價(jià)。boothroyd和dewhurst介紹他們的以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的方法，考慮系統(tǒng)的處理和插入時(shí)間從運(yùn)動(dòng)時(shí)間測(cè)量（mtm）的研究，應(yīng)為每個(gè)產(chǎn)品與部件產(chǎn)品和部分與部分不同，以減少零件編號(hào)，因此簡(jiǎn)化裝配操作30,31。斯威夫特建議在lucas程序基礎(chǔ)上增加裝配順序流程圖和功能分析的產(chǎn)

13、品32。此外，惠特尼等介紹了考慮制造和裝配過(guò)程的合理化產(chǎn)品設(shè)計(jì) 33戰(zhàn)略構(gòu)想。這第一次嘗試推動(dòng)面向裝配設(shè)計(jì)的理念，因?yàn)樗诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中考慮到裝配約束34。李和新定義確定用聯(lián)系圖來(lái)識(shí)別零件的混合標(biāo)準(zhǔn)35?？紤]裝配設(shè)計(jì)，裝配工藝和裝配業(yè)務(wù)之間的相互關(guān)系，根據(jù)并行工程的原則蘇提出了面向裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法，在裝配結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)，組裝部件的合并規(guī)則，聯(lián)絡(luò)圖工藝規(guī)劃和裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成 20。浦和蘇提出了一種算法，以幫助設(shè)計(jì)師在裝配設(shè)計(jì)基于案例推理（cbr）的范式計(jì)劃36,37。德法齊奧等強(qiáng)調(diào)了傳統(tǒng)的dfa方法的弱點(diǎn)，并建議考慮選擇并分割組件來(lái)進(jìn)行裝配順序選擇，以確定dfa方法的組合方面38。最近，mas

14、cle提出了使用代理模式計(jì)算機(jī)輔助裝配系統(tǒng)的方法 39。巴恩斯等支持的裝配特征強(qiáng)調(diào)了裝配序列和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的決策支持的需要。巴恩斯等人介紹了一個(gè)兩階段的決策支持過(guò)程來(lái)定義零件和裝配序列40。come et al等基于布思羅伊德和杜赫斯特dfa的方法41提出了一個(gè)模糊的決策支持系統(tǒng)。最近，一個(gè)根據(jù)初步的裝配序列42,43中的范例dfa的方法已經(jīng)開(kāi)始根據(jù)系統(tǒng)建模語(yǔ)言（sysml）在plm考慮面向裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。2.3簡(jiǎn)介如在第2.1和2.2總結(jié)的各種區(qū)分asp與dfa的方法，檢討是否適合工程應(yīng)用，在抽象以及自動(dòng)化水平上進(jìn)行每個(gè)研究工作. 大部分審查通常是半生產(chǎn)的，基于啟發(fā)式規(guī)則或算法程序，為了適應(yīng)

15、更多裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并產(chǎn)生所有受理的裝配序列。集成cad模型的嘗試是考慮幾何數(shù)據(jù)作為輸入的裝配序列生成的一條有效途徑。然而，這些研究工作集中在詳細(xì)的產(chǎn)品幾何，主要介紹在asp的階段，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜組合問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)知名的dfa方法，可以考慮作為反應(yīng)，因?yàn)樗麄兊墓ぷ鬟M(jìn)行了詳細(xì)的產(chǎn)品幾何后，所有的設(shè)計(jì)決策，從而導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)和延誤使得決定改變。這些方法導(dǎo)致在后期的缺少?zèng)Q策支持，一個(gè)有效率的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)真正的機(jī)會(huì)。這些缺點(diǎn)需要制定一個(gè)緊急的，主動(dòng)的，生成的，基于web的裝配設(shè)計(jì)方法，在更廣的范圍內(nèi)的plm44。這樣一個(gè)系統(tǒng)，它是重要的，介紹高效的裝配信息推理，盡早進(jìn)入初步的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中以確

16、定裝配序列。在這個(gè)階段，復(fù)雜的組合可以減少引進(jìn)組裝成有向圖和相關(guān)矩陣的邏輯信息嵌入時(shí)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和?；挠绊?研究顯示，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中決定影響產(chǎn)品成本的絕大部分，而且必須盡早在外部具體化?；趯?duì)問(wèn)題的回顧和檢查，本研究的主要目的是開(kāi)發(fā)一個(gè)并行的辦法，同時(shí)考慮到裝配工程信息，裝配工藝知識(shí)帶入早期的設(shè)計(jì)階段。這種做法將使aod的理念運(yùn)用到整個(gè)產(chǎn)品的生命周期，plm程序和現(xiàn)有公司的解決方案不足之間的剪刀差，在aod背景下的智能數(shù)據(jù)管理框架plm下效益差距顯著。在現(xiàn)代全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，企業(yè)必須正視集成plm的推動(dòng)者aod框架這些目前確定的需求和新的解決方案。3.面向裝配的設(shè)計(jì)框架 本節(jié)介紹了

17、aod引入的一個(gè)數(shù)學(xué)模型，其中涉及到dfa啟發(fā)式規(guī)則和裝配過(guò)程中的工程決策的邊界條件描述框架。擬議的框架包括動(dòng)態(tài)指定方面的模型，裝配序列規(guī)劃和產(chǎn)品之前產(chǎn)品的幾何結(jié)構(gòu)工程，并對(duì)此提供指導(dǎo)。從早期的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程開(kāi)始，在工程的設(shè)計(jì)，如信息建模，處理，檢查和傳播信息進(jìn)行詳細(xì)處理。3.1.面向裝配的設(shè)計(jì)方法 推薦的aod的方法（圖1）涉及多個(gè)考慮裝配要求的產(chǎn)品生命周期，并從一個(gè)高度抽象角度開(kāi)始進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段。第一步由結(jié)合具體的公司內(nèi)設(shè)立一個(gè)多學(xué)科，多功能的工作隊(duì)有許多利益相關(guān)者組成的，組成：產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，造型設(shè)計(jì)師的背景下管理保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能要求的一致性，根據(jù)產(chǎn)品幾何要求和生命周期工程指定和定義產(chǎn)品的

18、幾何信息裝配策劃人，進(jìn)行裝配規(guī)劃，計(jì)劃裝配順序，裝配業(yè)務(wù)和分配裝配資源工藝工程師，生產(chǎn)并帶來(lái)了一個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)的裝配過(guò)程中所有相關(guān)信息人體工學(xué)者，定義和分析產(chǎn)品裝配過(guò)程中的裝配操作員活動(dòng)。 因此，這個(gè)集成框架（圖1）為aod方法帶來(lái)了下面的附加值：1.從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和其相關(guān)的中斷下履行職能和先前定義的要求出發(fā)，產(chǎn)品架構(gòu)師定義描述產(chǎn)品組件之間的接觸關(guān)系，并將估計(jì)重量的描述和裝配關(guān)系形成一個(gè)聯(lián)絡(luò)圖。2.大基于設(shè)計(jì)師定義的產(chǎn)品聯(lián)絡(luò)圖，裝配策劃人指定每個(gè)接觸關(guān)系的裝配操作。因此，規(guī)劃定義了一個(gè)通過(guò)引入優(yōu)先約束有向圖。3.人體工學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和裝配規(guī)劃定義的有向圖的基礎(chǔ)上，識(shí)別和描述所確定的裝配作業(yè)。此外，他/

19、她介紹作為決策標(biāo)準(zhǔn)選擇未來(lái)的子組件的組件質(zhì)量和時(shí)間的約束和限制。 圖1 大會(huì)面向plm戰(zhàn)略的功能部分的設(shè)計(jì)框架4.有向圖的鄰接矩陣轉(zhuǎn)換成算法的有關(guān)信息輸入。擬議的框架是基于一個(gè)數(shù)學(xué)模型，在3.2節(jié)所述。該算法結(jié)合子裝配體類(lèi)型相關(guān)的子矩陣類(lèi)型的定義，產(chǎn)生幾個(gè)子裝配有幾個(gè)方面的替代品。大會(huì)規(guī)劃管理子裝配考慮到帳戶(hù)有關(guān)的人體工程學(xué)和裝配過(guò)程工程標(biāo)準(zhǔn)的層次，一旦配序列的定義，asda算法創(chuàng)建的xml文件為每個(gè)工程領(lǐng)域，即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，裝配業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和組裝活動(dòng)結(jié)構(gòu)。這反過(guò)來(lái)又使信息傳播到其他如cax，pdm的plm系統(tǒng)，制造過(guò)程管理（mpm）的系統(tǒng)。5.設(shè)計(jì)師，工藝工程師和裝配運(yùn)營(yíng)商從每個(gè)生成的結(jié)構(gòu)出發(fā)，可以

20、同時(shí)工作在一個(gè)地方和單個(gè)產(chǎn)品的角度定義，整合環(huán)境信息。例如，設(shè)計(jì)者可以將骨架的幾何模型集成到dfa相關(guān)規(guī)則和裝配順序的幾何約束中。 出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的新方面是必要的。雖然傳統(tǒng)的方法往往以續(xù)的方式執(zhí)行任務(wù)1，2，3，這項(xiàng)工作的新穎之處在于，是完全并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)，1，2和3。們之間的雙向箭頭表示支持。這是啟用的，因?yàn)樗羞@三個(gè)任務(wù)提供關(guān)鍵的鄰接矩陣，從三個(gè)利益相關(guān)者的任何人都可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)輸入的命周期相關(guān)的設(shè)計(jì)信息。同時(shí)，裝配規(guī)劃和人體工程學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用上的信息提供給進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)任務(wù)（圖1盒1）設(shè)計(jì)活動(dòng)的工程師，設(shè)計(jì)師和相關(guān)的結(jié)果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息（5盒）。同樣，產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息也可使配規(guī)劃者同時(shí)并發(fā)執(zhí)行設(shè)計(jì)活

21、動(dòng)和規(guī)劃，這是通過(guò)箱1與盒2、盒2與盒3、圖一中的盒3之間的箭頭表示。生命周期系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具和裝配工具，能夠促進(jìn)建議的鄰接矩陣和接口功能。有了上述的設(shè)計(jì)和裝配規(guī)劃信息的可用性，裝配序列定義算法（阿斯達(dá)）已經(jīng)研制成功，使只成為一個(gè)有效的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程。這說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程中如何與裝配以并行的方式進(jìn)行交互。由于空間的限制，類(lèi)似的設(shè)計(jì)和裝配信息驅(qū)動(dòng)裝配之間的互動(dòng)將在另一篇文章中描述。以下部分將描述底層的asda的算法，使上述功能能夠?qū)崿F(xiàn)。3.2建議的asda算法數(shù)學(xué)建模為了解決上述的動(dòng)態(tài)性質(zhì)和建議的框架，作者得出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，描述阿斯達(dá)算法的裝配序列生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工程。該算法是視為核心的aod框架，考慮子裝

22、配體類(lèi)型的定義，dfa在數(shù)學(xué)方程的啟發(fā)式規(guī)則，并產(chǎn)生特定于域的視圖生成的基礎(chǔ)上定義的裝配序列。流程圖介紹了代表的算法，每一步都描述成以下分節(jié)（圖2）。表1給出了一個(gè)在這個(gè)模型中使用的符號(hào)的總結(jié)。 3.2.1.定義有向圖和鄰接矩陣（步驟1和圖2.2）設(shè)立一個(gè)有向邊的有向圖模型代表從各工程領(lǐng)域的抽象信息，考慮到所有的初步信息是很多有用的可視化分析,該模型被轉(zhuǎn)換成矩陣形式稱(chēng)為“鄰接矩陣”，它是用計(jì)算機(jī)處理在擬議的框架。它始終是一個(gè)有向圖的鄰接矩陣反對(duì)稱(chēng)關(guān)于從左上角進(jìn)入到右下角的對(duì)角線(xiàn)運(yùn)行線(xiàn)。 讓cc1，c2，c3，y，cn）代表適合的所有產(chǎn)品組件的有限集a n*。讓rr1，r2，r3，y，rm）是有

23、限集合基數(shù)與一個(gè)m*兩個(gè)組件之間的所有關(guān)系約束。假設(shè)一個(gè)有向圖gdc，rth，頂點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)代表定向邊（或約束）的頂點(diǎn)代表的相關(guān)信息的組件和有序?qū)?。在這些關(guān)系中，我們定各種抽象層次上從每個(gè)利益相關(guān)者的角度來(lái)看輸入信息，如擬議的框架。起初，這些圖模型包括兩種類(lèi)型的信息：聯(lián)系兩個(gè)組件之間的物理關(guān)系的關(guān)系（實(shí)線(xiàn)），優(yōu)先級(jí)的關(guān)系定義為兩個(gè)組件的邏輯順序接觸（實(shí)心箭頭）和非接觸式元件（點(diǎn)模式箭頭）。讓向圖g的鄰接矩陣定義為固定反對(duì)稱(chēng)n一個(gè)n矩陣條目皮，pi，j0，1，-1，-（圖3）。 如向圖g中所述，全面的產(chǎn)品生命周期的關(guān)系可以被定義成一個(gè)鄰接矩陣。有關(guān)的接觸和優(yōu)先級(jí)信息，這些關(guān)系定義如下： 圖2.建議a

24、sda的算法流程圖 表1 數(shù)學(xué)模型中使用的符號(hào) 符號(hào)說(shuō)明c 設(shè)置組件r 設(shè)置兩個(gè)組件之間的關(guān)系約束n* 設(shè)置的一切積極的自然數(shù)z 設(shè)置所有的整數(shù)g 有向圖pn 鄰接矩陣p* 承包矩陣sa 子裝配cmsa 伴矩陣與子裝配矩陣cv 矩陣的列向量 n 元件數(shù)量 m 預(yù)先確定的組件質(zhì)量 to 一個(gè)人可接受的限制負(fù)載的手工處理 cto 預(yù)定義的周期時(shí)間（預(yù)計(jì)平均總生產(chǎn)時(shí)間，每單位生產(chǎn)） tt 設(shè)計(jì)節(jié)拍時(shí)間（必須是最終產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求） wc 工作內(nèi)容 th 處理時(shí)間為一個(gè)組件 ti 空閑時(shí)間（固定資產(chǎn)） aw 提供每天工作時(shí)間 d 預(yù)測(cè)或客戶(hù)的需求每天圖3.有向圖g及相關(guān)鄰接矩陣pn。其

25、中i和j列的行中的條目 pij= 1 組分i和組分j有接觸關(guān)系 pij= 組分和組分j不接觸; 組分i是組件j是組裝前必須裝配（是組件之間的優(yōu)先關(guān)系，組分i和組分j）pij=o 自我關(guān)系 沒(méi)有關(guān)系在此框架內(nèi)，鄰接矩陣分解成三個(gè)層次，從利益相關(guān)者的角度來(lái)看，包含不同的信息。第一層包含接觸有關(guān)的信息，第二個(gè)定義優(yōu)先關(guān)系和裝配操作時(shí)間與裝配業(yè)務(wù)，第三介紹工作活動(dòng)的內(nèi)容。裝配工作時(shí)間和工作內(nèi)容相關(guān)的每個(gè)pij= 1，從第一層以下部分為詳細(xì)的算法，并在本研究實(shí)施。3.2.2.子裝配體識(shí)別規(guī)則（圖2步驟3-6）從以前的鄰接矩陣開(kāi)始，重要的是找出可能的子組件的裝配類(lèi)型的定義。因此，從4種程序集可以識(shí)別并指示

26、圖，矩陣形式，偽矢量，裝配時(shí)間和表2中列出的工作內(nèi)容。對(duì)于每種類(lèi)型，一個(gè)偽向量可以生成代表裝配序列。作者用兩個(gè)組件之間的，來(lái)形容一個(gè)串行的裝配操作和一個(gè)“-“一個(gè)平行的裝配操作。裝配的時(shí)間和工作內(nèi)容與每個(gè)有向邊是相關(guān)的，由此計(jì)算各種集合。例如，一個(gè)串行大會(huì)將有兩個(gè)唯一連續(xù)組件之間的接觸關(guān)系，而平行的裝配將有唯一的一個(gè)基本組件連接所有其他組件。 表3所述為應(yīng)用于每個(gè)asda運(yùn)算法則中的裝配數(shù)學(xué)表達(dá)式。 對(duì)于每個(gè)組件，asda的算法生成所有排列，以便從鄰接矩陣pn子矩陣認(rèn)可。這種方法避免了耗時(shí)的過(guò)程，主要是通過(guò)簡(jiǎn)化的組件調(diào)查和較小的子矩陣如表2所示。讓xk=bk，ck，dk，fk是集各相關(guān)矩陣的所

27、有組合裝配類(lèi)型設(shè)vk的所有子裝配矩陣組合變種一旦裝配變量的定義和生成完成后，要測(cè)試有效的矩陣組合的總數(shù)如下所述。hk在這里表示為從n個(gè)元素的c代表k*k的pn矩陣的組合而采取的k個(gè)元素的所有組合的集合。讓m0（n*）表示總的候選子集矩陣在n*中的任意k維有為了盡快找到完全匹配，可用每個(gè)子矩陣代表可能的sa可以進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)與其余部件的干擾以檢查工程的可行性。3.2.3.子裝配驗(yàn)證規(guī)則（圖2步驟7-9） 對(duì)于每一個(gè)確定的sa產(chǎn)生的鄰接矩陣，伴矩陣cm關(guān)聯(lián)和提取關(guān)于sa組件和該產(chǎn)品的剩余部分之間的關(guān)系，以確定如果sa干擾點(diǎn)從一個(gè)角度是可行的（圖4）。因此，規(guī)則必須有相關(guān)的配套矩陣（10）。讓mk，

28、n-k(n*)總集是有關(guān)候選人在n*的k維子組件的同伴矩陣。，讓mk(n*)總是在n組固定反對(duì)稱(chēng)k *k矩陣可行的子組件。表2裝配的三個(gè)組成部分和計(jì)算機(jī)處理有關(guān)的相關(guān)信息類(lèi)型。表3每一種組裝矩陣的數(shù)學(xué)描述。圖4。子裝配sa鑒定和相關(guān)的配套矩陣cmsa 。（a）向圖（b）鄰接矩陣。因此，如果在第k列非零元素的跡象既不所有積極，也不全是負(fù)面的，有子裝配矩陣集和其他剩余組件.因此這一套不能被視為從一個(gè)可行的子裝配工程觀點(diǎn)。一旦確定可行的工程子組件具體標(biāo)準(zhǔn)，如穩(wěn)定，質(zhì)量等，可以用來(lái)提供指導(dǎo)，選擇合適的子組件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的決策支持。3.2.4.決策支持（圖2步驟10）為了提供一個(gè)選擇子裝配體的決策支持

29、，上下文將不得不考慮以前由大會(huì)策劃定義的初始裝配。設(shè)計(jì)節(jié)拍時(shí)間tt開(kāi)始，從每天的工作時(shí)間每天中獲得需求的預(yù)測(cè)（或客戶(hù)）的定義表明，銷(xiāo)售的產(chǎn)品的裝配頻率自動(dòng)計(jì)算。 決策支持變量和已有的幾個(gè)圖形層建議的aod的框架為藍(lán)本的過(guò)程中使用的信息。首先，預(yù)先確定的大眾產(chǎn)品的零部件和裝配業(yè)務(wù)相關(guān)的組裝時(shí)間作為決策的標(biāo)準(zhǔn)。此外，裝配與運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)穩(wěn)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討，建立這些工程標(biāo)準(zhǔn)的處理規(guī)則如下所述。設(shè)m是預(yù)先確定的質(zhì)量相關(guān)的每個(gè)產(chǎn)品組件。讓一個(gè)人可接受的限度手工處理負(fù)載。對(duì)于每個(gè)工程可行子裝配，質(zhì)量式（12）和可接受的限度限制負(fù)載的手工處理（13）自動(dòng)計(jì)算和預(yù)先確定的，如tolimit和tt在遵守與nfx

30、35-109和nfen1005-5人體工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)定義的約束限制45,46。關(guān)于裝配業(yè)務(wù)，定義為每個(gè)裝配式的計(jì)算和預(yù)先確定的時(shí)間周期ct0的使用標(biāo)準(zhǔn)裝配操作時(shí)間ta，空閑時(shí)間ti和工作內(nèi)容wc。為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，主要規(guī)則定義一個(gè)sa的穩(wěn)定，如果其自己的組件之間沒(méi)有存在的流動(dòng)性，換句話(huà)說(shuō)，如果其組成部分的所有職位都是固定的。3.2.5.鄰接矩陣串聯(lián)（圖2步驟11） 一旦選擇裝配規(guī)劃工程可行子裝配體中的第一個(gè)程序周期，asda的算法處理每個(gè)選定的sa作為一個(gè)單一的組成部分，在鄰接矩陣pn中重新引入。在光合速率的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生一個(gè)新的較小的鄰接矩陣稱(chēng)為承包矩陣p *（圖5）。因此，其他子組件也可以被檢測(cè)

31、并選擇另一個(gè)組件層。p*上的k*k選定sa的矩陣，此矩陣p*取決于大小的p*是：n-k +1。要建立p*關(guān)于sa矩陣及相關(guān)配套矩陣，一些規(guī)則必須遵循。這些規(guī)則描述了sa如何繼承與其余部件其內(nèi)部元件的關(guān)系信息。圖5.（一）承包圖及（b）有關(guān)合同矩陣。 圖6.設(shè)置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義的裝配序列。如果 jth伴隨矩陣所有元素=0 psa，j=0如果 jth伴隨矩陣所有非0元素0或= psa,j= 否則psa,j=1 （17）如果 jth伴隨矩陣所有非0元素0或=- psa,j=- 否則psa,j=-13.2.6.裝配順序和由此產(chǎn)生的信息（圖2步驟12）在該過(guò)程結(jié)束時(shí)，裝配順序計(jì)算每個(gè)工程領(lǐng)域的具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作

32、為主結(jié)果。因此，在裝配序列的基礎(chǔ)上安裝的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（圖6）將被視為aod的語(yǔ)境支持的核心，在這有幾個(gè)要素強(qiáng)調(diào)，包括：子裝配體：這是裝配方式由裝配策劃選定的子裝配，裝配時(shí)間，工作內(nèi)容，質(zhì)量和穩(wěn)定性， 骨架：在零件組裝的情況下描述每個(gè)裝配水平 部分：基本組件構(gòu)成子裝配體，如基地的一部分，緊固件等， 裝配參數(shù)：在本地視圖的裝配數(shù)據(jù)管理。在每個(gè)sa水平在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，基地的一部分將根據(jù)先前定義sa偽矢量確定。也就是說(shuō)其他將被組裝的組件參考組件被視為該基地的一部分。4.在工業(yè)應(yīng)用中的案例研究以上并發(fā)的方法和asda的算法有真正的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性，為制造企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中的工程實(shí)際需要的綜合方法，尤其是在它

33、們的接口處。這種方法已應(yīng)用到公司的實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中作為個(gè)案研究。所選擇的部分是催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過(guò)濾器子系統(tǒng)（貓轉(zhuǎn)換器和dpf）屬于工業(yè)的汽車(chē)零部件供應(yīng)商的排氣系統(tǒng)，這個(gè)案例研究，旨在說(shuō)明擬議的aod方法的效率。表4案例研究的零件清單。圖7催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過(guò)濾器。 （a）iso視圖和（b）爆炸視圖。圖8.（a）有向圖g （b）相關(guān)的鄰接矩陣p11的定義為工業(yè)個(gè)案研究。4.1.案例研究：催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過(guò)濾器和們的設(shè)計(jì)問(wèn)題定義催化轉(zhuǎn)化器和柴油顆粒過(guò)濾器的子裝配體位于排氣系統(tǒng)熱端。它包括八個(gè)子組件和附加三部分組成（見(jiàn)表4），為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要功能：減少氣體排放的氧化和消除顆粒過(guò)濾和燃燒（圖7

34、）。作者選擇了用aod系統(tǒng)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程的基礎(chǔ)上實(shí)施的aod框架裝配序列規(guī)劃（飛馬）在圖中所述與其他相關(guān)系統(tǒng)的連接。1、該公司是一家汽車(chē)零部件供應(yīng)商，排氣工作屬于汽車(chē)制造商的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。工程部門(mén)正面臨著信息交換的問(wèn)題，主要是工程設(shè)計(jì)和裝配工藝工程部門(mén)之間由于眾多的信息系統(tǒng)在缺乏信息集成的公司，并在各設(shè)計(jì)階段實(shí)施。裝配的問(wèn)題往往被確定在原型階段，詳細(xì)設(shè)計(jì)定稿，并進(jìn)行驗(yàn)證。作為一個(gè)結(jié)果，這樣的設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)的幾個(gè)問(wèn)題：asp階段是以一個(gè)連續(xù)的方式進(jìn)行，因此引進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的返工，眾多材料清單（bom）：-bom（工程），cad的bom（cad），在一個(gè)連續(xù)和獨(dú)立的方式定義成不同的系統(tǒng)（cad計(jì)算機(jī)輔助

35、設(shè)計(jì)，pdm，mpm的，erp系統(tǒng)等）的m-bom（制造）條例草案“，裝配的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往被忽視，特別是在初步設(shè)計(jì)階段。4.2.基于框架的方法作者集中在三個(gè)角色及相關(guān)演員：產(chǎn)品架構(gòu)師，裝配策劃者和公司的不同部門(mén)工作的人體工學(xué)。為了推出一個(gè)asda算法，不同的初始條件必須介紹。首先，該公司應(yīng)用“單件流”戰(zhàn)略，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)制造。因此，設(shè)計(jì)節(jié)拍時(shí)間tt計(jì)算與預(yù)測(cè)的每天500個(gè)單位的需求和可用工作時(shí)間450分鐘，以每一個(gè)預(yù)先確定的周期時(shí)間ct0的限制如下：下一步，人體工學(xué)還介紹了一個(gè)人在手工裝配的參考條件下，手工處理的負(fù)載的質(zhì)量和可接受的限度內(nèi)，根據(jù)45所有這些初始條件被視為決策支持子組件選擇約

36、束。一個(gè)有向圖和相應(yīng)的鄰接矩陣，包括三個(gè)層次已產(chǎn)生“神馬“（圖8）。這些整合所有裝配序列和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的定義所涉及的所有利益相關(guān)者的有關(guān)信息輸入。4.3.系統(tǒng)的執(zhí)行裝配規(guī)劃與裝配序列的算法定義輸入的有關(guān)信息，介紹了裝配時(shí)間，即每個(gè)在第二層的接觸關(guān)系的裝配操作和第三層集成組裝時(shí)間有關(guān)的工作內(nèi)容。事實(shí)上，工作內(nèi)容是指由人體工學(xué)帶來(lái)所需的時(shí)間來(lái)進(jìn)行處理，插入和檢查行動(dòng)，如其他相關(guān)業(yè)務(wù)。擬議的實(shí)驗(yàn)中，為了有一個(gè)裝配序列的定義細(xì)粒度級(jí)別，作者側(cè)重于子裝配識(shí)別與k= 3。一旦所有這些初始條件及有關(guān)資料確定下來(lái)，該產(chǎn)品的裝配序列將被定義。在asda算法計(jì)算了三個(gè)周期，因此，代表三個(gè)層組裝，以組裝“神馬“（圖9）

37、所示所有產(chǎn)品組件。案例研究結(jié)果如下（圖10）。圖9.裝配策劃視圖集成向圖和選擇可行的子組件。 圖10.代表產(chǎn)生的裝配序列圖11.裝配面向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以前的配順序和由catscript到catia v5文件定義。在每個(gè)生成的sa中，組件2，4，sa2，sa1的，sa4視為基地的一部分：圖12.催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過(guò)濾器的功能骨架模型的實(shí)驗(yàn)。使用飛馬系統(tǒng)，產(chǎn)品和裝配操作結(jié)構(gòu)自動(dòng)生成。由此產(chǎn)生的產(chǎn)品信息和裝配結(jié)構(gòu)，也可以使用其他相關(guān)系統(tǒng)的pdm，mpm和cad等系統(tǒng)通過(guò)xml文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖11顯示了在catia v5中定義的設(shè)置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過(guò)進(jìn)口自動(dòng)從飛馬產(chǎn)生catscript文件。為了說(shuō)明同

38、時(shí)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)方案和裝配順序這一方法，本文使用由過(guò)去的設(shè)計(jì)圖公司的解決方案。詳見(jiàn)圖7，對(duì)原設(shè)計(jì)要求已進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)證明。這種做法潛在的好處是設(shè)計(jì)的功能要求是相同的。如圖9和圖10，完成圖中所示部分的設(shè)計(jì)定義飛馬系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的部分裝配序列即。從圖12中可以看出，它顯然有至少四個(gè)功能軸裝配在本設(shè)計(jì)中提出，這違反了最低的組裝軸組裝的原則，以及其他許多建議飛馬框架（圖1盒2）存儲(chǔ)設(shè)計(jì)組裝規(guī)則?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)方案的建議，從四個(gè)裝配軸可確定申請(qǐng)集會(huì)的原則，設(shè)計(jì)方案中隊(duì)飛馬系統(tǒng)點(diǎn)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的建議，消除了一些裝配軸和定義的裝配序列。另一個(gè)規(guī)則中的應(yīng)用規(guī)定，如果可能的話(huà)，將沿候選軸組裝的部件數(shù)量最少，為了消除裝配軸，天馬特別標(biāo)識(shí)