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飞机结构件智能协同设计方法与技术

工具技术 2024年第2期58卷 54-60页

作者：刘力维郝博汪万炯东北大学机械工程与自动化学院东北大学秦皇岛分校控制工程学院

为了提高飞机结构件的设计质量、效率和知识重用度,构建了人机混合增强智能协同设计平台。结合模糊技术和规则推理,设计基于模糊规则推理的专家系统,实现对飞机结构件的选型;利用CATIA CAA二次开发技术对飞机结构件进行基于尺寸和特征... 详细信息

为了提高飞机结构件的设计质量、效率和知识重用度,构建了人机混合增强智能协同设计平台。结合模糊技术和规则推理,设计基于模糊规则推理的专家系统,实现对飞机结构件的选型;利用CATIA CAA二次开发技术对飞机结构件进行基于尺寸和特征的参数化建模,实现飞机结构件模型的快速建立;基于实例推理对最佳相似零件进行检索,通过变型设计得到目标实例,并对目标实例进行实例评价与学习。以此完成飞机结构件的人机协同智能设计,提升飞机结构件设计能力,积累设计经验与知识,重用设计知识,提升飞机研发能力,缩短飞机研制周期,为装备制造业的智能协同设计提供了良好的理论基础。

关键词：飞机结构件模糊技术参数化设计规则推理实例推理变型设计二次开发智能协同设计

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支持产品变型设计的建模方法研究

现代制造工程 2022年第10期 63-67,26页

作者：黎海兵张忠波陈友鹏秦启超广州南洋理工职业学院智能工程学院广州510900 汉诺威大学产品研发研究所加布森30823

针对产品变型设计中零/部件之间依赖关系复杂和知识重用效率低等问题,提出了支持产品变型设计的生成式参数化设计方法。该方法在分析产品变型设计自身特点以及与其设计过程之间关系的基础上,将产品划分为功能相对独立的一系列设计区域,... 详细信息

针对产品变型设计中零/部件之间依赖关系复杂和知识重用效率低等问题,提出了支持产品变型设计的生成式参数化设计方法。该方法在分析产品变型设计自身特点以及与其设计过程之间关系的基础上,将产品划分为功能相对独立的一系列设计区域,并通过构建骨架模型管理各设计区域的关联关系,实现了装配结构与各设计区域建模结构的分离;针对各设计区域建立了设计元素库,并给出了基于知识的设计元素建模方法和流程,将设计知识、经验等融入到设计元素中;以骨架模型为配置参考,通过设计元素的替换、参数变更等操作实现了知识辅助的产品自动变型设计。最后以Inventor三维建模软件为平台,以自行车曲柄为具体设计实例,展示了产品变型设计过程,证明了所提方法的有效性。

关键词：变型设计生成式参数化设计方法设计元素骨架模型配置设计

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基于混合推理的飞机结构件变型设计

航空制造技术 2022年第21期65卷 28-35页

作者：郝博汪万炯张鹏刘力维东北大学沈阳110819 东北大学秦皇岛分校秦皇岛066004

基于规则推理(Rule-based reasoning,RBR)与实例推理(Case-based reasoning,CBR)相混合的推理方式,对飞机结构件智能设计方法进行了研究。首先,结合模糊理论和规则推理技术,对飞机结构件设计要求的模糊属性进行处理,设计了飞机结构件智... 详细信息

基于规则推理(Rule-based reasoning,RBR)与实例推理(Case-based reasoning,CBR)相混合的推理方式,对飞机结构件智能设计方法进行了研究。首先,结合模糊理论和规则推理技术,对飞机结构件设计要求的模糊属性进行处理,设计了飞机结构件智能选型系统,实现对飞机结构件的类型选择;其次,运用最近相邻算法与灰色关联分析理论,对飞机结构件设计要求的数值属性进行处理,实现了飞机结构件的实例检索与评价,此后将得到的最佳相似实例进行变型设计,得到目标实例;最后,以型材为例验证了混合推理智能设计系统的可行性。

关键词：飞机结构件规则推理(RBR) 实例推理(CBR) 实例评价变型设计

基于RBR-CBR混合推理的典型飞机结构件变型设计技术

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工具技术 2023年第6期57卷 63-68页

作者：郝博王杰王婵娟张力吕超东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳市110819 东北大学秦皇岛分校控制工程学院

针对典型飞机结构件传统设计中存在设计复杂、重复度高、时间长等问题,提出一种基于Rete算法的规则推理(Rule-Based Reasoning,RBR)和基于改进最近邻算法的实例推理(Case-Based Reasoning,CBR)相结合的混合推理变型设计技术。通过现有... 详细信息

针对典型飞机结构件传统设计中存在设计复杂、重复度高、时间长等问题,提出一种基于Rete算法的规则推理(Rule-Based Reasoning,RBR)和基于改进最近邻算法的实例推理(Case-Based Reasoning,CBR)相结合的混合推理变型设计技术。通过现有设计知识建立规则库和现有规范化建模的实例建立实例库,运用Rete和改进最近邻算法,混合推理出和目标结构件相似度最大的模板实例,以CATIA为平台,采用构件的应用编程(Component Application Architecture,CAA)实现对模板实例的变型设计。此技术不仅可以提高已有设计知识的利用率,而且有效减少重复性设计,提高飞机结构件的设计效率和质量,并以悬挂接头为例验证了此技术的可行度。

关键词：混合推理 Rete算法改进最近邻算法 CATIA 变型设计

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柴油机发电模块运输底座变型设计及优化

船海工程 2022年第6期51卷 116-121页

作者：杨博戎志祥潘熙希中国船舶重工集团公司第七一一研究所动力装置事业部上海200090 中国船舶重工集团公司第七一一研究所船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室上海200090

针对传统运输底座设计过程效率较低,难以兼顾多个设计目标的问题,基于Inventor二次开发平台,以典型运输底座为母型,建立客户满意度与设计目标的函数模型,对三组典型设计方案进行分析,结合满意度优化形成最满意方案,相比于三组变型设计方... 详细信息

针对传统运输底座设计过程效率较低,难以兼顾多个设计目标的问题,基于Inventor二次开发平台,以典型运输底座为母型,建立客户满意度与设计目标的函数模型,对三组典型设计方案进行分析,结合满意度优化形成最满意方案,相比于三组变型设计方案,质量均有降低,最大应力也均有降低,综合满意度均有提高,表明变型设计结合满意度优化可以提高设计效率、兼容多个设计目标,可提高运输底座设计的数字化水平。

关键词：变型设计多目标优化满意度数字化

座椅骨架舒适性设计优化及变型设计失败消解技术研究

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座椅骨架舒适性设计优化及变型设计失败消解技术研究

作者：高浩迪电子科技大学

学位级别：硕士

汽车座椅作为与驾驶员直接交互的重要部件,其外形与布局参数极大地影响着驾驶时的舒适性和疲劳程度,由于不同人群的测量参数差距较大,传统的座椅舒适性设计方法无法满足客户个性化、定制化设计的需求;在汽车座椅骨架的变型设计过程中,... 详细信息

汽车座椅作为与驾驶员直接交互的重要部件,其外形与布局参数极大地影响着驾驶时的舒适性和疲劳程度,由于不同人群的测量参数差距较大,传统的座椅舒适性设计方法无法满足客户个性化、定制化设计的需求;在汽车座椅骨架的变型设计过程中,一些造型过程复杂的零件变型设计失败的概率较大。本文基于客户的身体测量参数,对汽车座椅骨架的静态舒适性进行了分析和优化设计,满足了汽车座椅骨架个性化、定制化设计需求;本文通过剖析CATIA的建模机制,分析了汽车座椅骨架中复杂零件变型设计失败的原因,对汽车座椅骨架中复杂零件变型设计失败的消解策略进行了较为深入系统的研究。分析了在坐姿状态下人体疲劳的主要原因,得到了导致人体疲劳的三个主要因素:肌肉疲劳、脊柱内应力和环境约束的压-剪联合应力,通过在Anybody仿真软件中建立人体骨骼肌模型,模拟驾驶员驾驶环境,仿真分析了座椅高度、靠背角度、座垫角度和H点到踵点距离四个参数对以上三个因素的影响,给出了优化建议。以肌肉活动度最低为目标,建立了优化目标函数,利用响应面分析法获得了目标函数与座椅参数的响应面,分析了座椅参数对肌肉活动度的综合影响,对座椅参数进行了优化设计。通过构建规则推理模型,利用CATIA二次开发技术,设计实现了基于规则推理的汽车座椅骨架变型设计系统,以静态舒适性优化设计后的座椅参数为驱动,实现了汽车座椅骨架的快速变型设计,在提高汽车座椅骨架设计质量与设计效率的同时提升了汽车座椅的静态舒适性。以有向图的广度优先遍历算法为基础,设计了一套零件特征树赋权算法,将特征树处理为一张带权的有向无环图,以图的权重、局部边连通度、最长路三个指标评价零件的特征耦合程度,结合Ford-Fulkerson算法构造了特征树的分割算法,将特征树分割为几个子图,提出了针对不同子图的优化流程,有效降低了特征的耦合程度,降低了汽车座椅骨架变型设计的失败概率。

关键词：汽车座椅骨架静态舒适性设计变型设计响应面法基于规则推理 CATIA 二次开发

基于实例推理的汽车座椅骨架变型设计系统的设计与研究

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基于实例推理的汽车座椅骨架变型设计系统的设计与研究

作者：贺金权电子科技大学

学位级别：硕士

汽车座椅骨架是汽车座椅最重要的组成部分,目前在汽车座椅生产企业的汽车座椅骨架的研发过程中存在着大量的重复性工作,且设计周期长、设计效率低,难以满足汽车座椅复杂多变的市场需求。为了提高汽车座椅骨架的设计质量、设计效率、降... 详细信息

汽车座椅骨架是汽车座椅最重要的组成部分,目前在汽车座椅生产企业的汽车座椅骨架的研发过程中存在着大量的重复性工作,且设计周期长、设计效率低,难以满足汽车座椅复杂多变的市场需求。为了提高汽车座椅骨架的设计质量、设计效率、降低研发成本,本文对汽车座椅骨架的变型设计技术进行了较为深入、系统的研究,提出了一种面向汽车座椅骨架的可验证设计模式及自动化设计方法。通过CATIA CAA二次开发实现了汽车座椅骨架的参数驱动变型设计和数据库驱动变型设计,使得汽车座椅骨架中零部件的设计更加简单和高效,且实现了汽车座椅骨架零部件装配的自动化。在此基础上,基于知识重用思想,采用实例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术对汽车座椅骨架变型设计方法进行了研究,完成了基于实例推理的汽车座椅骨架自动化设计软件平台的开发。基于公理化设计理论对汽车座椅骨架进行了实例分析,提取了其特征信息,采用了面向对象技术对各层级实例信息进行表达,研究了实例库的组织结构、存储模式,利用Access数据库对座椅骨架实例信息进行存储,构建了实例推理系统中的骨架产品实例库,为基于实例推理的汽车座椅骨架自动化设计平台的开发奠定了基础。研究了CBR系统中实例检索技术的流程、常见实例检索方法,为了提高检索效率,提出了一种将模板法和K-最近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)算法相结合的多级检索算法,针对KNN算法检索精度易受k值影响的不足,同时为了提高KNN检索算法的精度,本文利用信息熵的思想对传统KNN算法进行了改进和优化,提高了KNN算法的查准率、查全率、准确率,使得实例检索的结果更加精准。采用CATIA CAA二次开发技术构建了汽车座椅骨架零部件参数化设计模板,由此模板驱动快速生成了一系列满足客户需求的座椅骨架零部件实例,并将其存入实例库中,为基于实例推理的汽车座椅骨架自动化设计系统提供了实例数据支撑。选择CATIA作为软件系统的开发平台,借助CATIA CAA V5开发工具完成了变型设计软件的入口、主界面的设计,结合上述实例库构建技术和实例检索技术编写了相应的功能模块驱动程序,研发了基于实例推理的汽车座椅骨架自动化设计软件平台,通过基于实例推理的汽车座椅骨架变型设计实例展示了该系统的实际应用效果。

关键词：汽车座椅骨架变型设计实例推理实例检索二次开发