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网络化制造是在经济全球化、制造企业生产模式和管理方法发生深刻变革的背景下产生和发展的先进制造模式。随着计算机技术、网络通信技术等现代科学技术的快速发展,网络化制造正日益成为制造业研究和实践的热门领域。网络化制造技术也正进一步朝着开放的、智能的、分布的、协同的方向发展。 网络化协同设计是网络化制造领域的重要组成部分,是随着计算机和网络化技术发展起来的一种新的设计模式。它从根本上缩短了产品的开发周期,降低了产品设计成本,提高了企业的竞争力。协同设计也成为未来企业发展的核心技术之一。因此,研究协同设计的理论和实践对于发展我国的先进制造模式具有极为重要的意义。 本文在相关项目基金的资助下,针对离散型制造企业产品设计管理特点,从总体设计、结构功能、核心算法设计以及系统实现等方面进行了深入研究。针对企业的实际特点,采用多种先进技术,设计并开发出适于实际应用的产品协同设计管理系统(Product Collaborative Design Management System,PCDMS)。本论文的主要研究工作有如下几个方面: (1)研究网络化制造模式下的协同设计系统的结构特征,提出了一种基于PCDMS协作模型和工作模式,确定PCDMS系统在网络化制造平台中的位置;设计出适于网络化制造模式下离散型制造企业的PCDMS系统结构,确定PCDMS系统功能组成。 (2)为了满足网络化制造知识协同要求,将知识管理引入PCDMS系统中;提出了基于范例与规则相结合的知识重用检索方法,采用基于距离的相似度算法计算邻近案例的相似度,从而实现了实例模板的参数化协同设计;在协同活动推理中采用贝叶斯方法推断协同设计状态类别,解决了不确定性知识的判断。 (3)研究了面向网络化制造的协同设计合作伙伴选择问题。针对网络化协同设计地域分布广的特点,建立了较为全面的合作伙伴评价指标体系。将基于Bayes决策的改进蚁群优化算法用于求解本文提出的协作伙伴选择数学模型,有效防止了“停滞”现象发生的缺点,获得了收敛性较好的最优解。 (4)提出了基于多Agent的协商机制,并应用主成分分析与神经网络的方法进行满意度的评估,从而克服了人为因素在满意度评估过程中的影响,达到有效解决协同设计中设计冲突消解的目的。提出了基于设计时间-成本的进度计划制定模型,采用递归算法对任务进度实施监控,并有效解决了协同设计进度延迟问题。 (5)从沈阳重型机械集团公司设计管理的实际需求出发,以网络化制造战略发展目标作为指导思想,结合PCDMS协作模型,采用VRML、JSP、SQLServer等技术,设计出PCDMS原型系统。通过对该企业典型产品零件设计问题的解决,验证了PCDMS原型系统初始设计目的,既满足实际需求又面向网络化制造先进战略发展目标。