机械产品协同设计同步效率提升策略研究

机械产品的同步协同设计由于面临基于网络的大型CAD或CAE设计界面实时共享的问题,因而存在网络传输能力和共享界面重绘效率两个瓶颈的限制,应用成果还比较少。采用两级缓存的中间处理层策略和图像三次样条插值技术,以克服以上难点。两级缓存的中间处理层策略是在网存和显存之间加入离散模块和插值模块,离散模块用以降低共享界面传输负载,插值模块用以提升共享界面重绘效率。由于网络传输负荷大幅度减小,数值计算都在本地计算机进行,并且,采用三次样条重绘界面具有光滑性和高效性,因而,传输效率和共享界面重绘效率都明显提高,从而显著提升了机械产品协同设计的同步效率。     

求解0-1背包问题的牵制平衡算法

为扩充对于经典NP-hard问题中的0-1背包问题的求解方法，模拟生态系统中各物种间相互依存、牵制，最终达到动态平衡的自然机制，提出一种新型仿生算法：牵制平衡算法。算法以种群规模描述设计变量，以牵制关系为优化驱动力，以系统达到稳态为优化目标，设计了自成长函数、牵制函数、成长函数用以描述设计变量的变化规律，促进解的寻优进程。将牵制平衡算法对于10个不同规模0-1背包问题的求解结果与近年来文献数据进行对比，结果显示算法在8个不同规模的问题中能获得当前已知最优解，验证了牵制平衡算法的收敛性与求解性能，表明算法对于0-1背包问题的求解具有有效性和竞争力。     

面向作业车间调度的基于拓扑排序的二级嵌套蚁群算法研究

蚁群算法的出现,为求解作业车间调度问题提供了新思路。然而,由于作业车间调度问题的可行域属性非常复杂,目前,采用蚁群算法进行求解,还存在收敛可靠性差和优化程度不高的问题。针对以上两个问题,在对工序拓扑排序的约束特性进行分析的基础上,提出基于拓扑排序的二级嵌套蚁群算法,其基本思想是:以拓扑排序为基础,采用受限主路径覆盖可行域,从而降低搜索的规模和盲目性,提升收敛可靠性;将问题分解为工艺路径优化和设备遴选优化两个级别的问题,从而构造二级优化机制,采用工艺主路径与设备支路径嵌套递归的方式,实现工序排序与设备遴选之间的相互干涉,从而提升解的满意度。比较试验表明,与目前常用的蚁群算法求解方法相比,采用基于拓扑排序的二级嵌套蚁群算法求解作业车间调度问题,具有良好的收敛可靠性、求解效率和寻优能力。     

一个基于球面纹理映射的车身虚拟原型系统

采用图像镶嵌技术实现三维重建的原理，提出了用于球面纹理映射的矩阵和公式，阐述了系统实现的编程方法，采用新颖的贴图算法，实现了一个基于球面纹理是映射的汽车车身虚拟原型系统，使设计者能依据用户的反馈及时修改设计，提高了设计效率。     

基于易语言的平面四连杆机构运动仿真

采用易语言开发,通过对平面四连杆机构类型判断和参数化绘图,实现了平面四连杆机构的运动仿真,从而为研究设计平面四连杆机构提供了一种高效、快捷的方法.     

分布式虚拟车间三维重建方法研究

针对车间复杂系统重建所面临的真实感和建模复杂性之间的矛盾问题,提出了基于图象的分布式虚拟车间三维重建策略,并详细阐明了运动重建问题、焦距计算问题、分布式环境渲染等关键难点问题的解决方法,并开发了相应的软件系统.     

机构CAD先进仿真方法研究

阐明了先进仿真中的面向对象,智能仿真方法、计算机图形学的应用等关键技术;结合自行研制的曲柄连杆机构CAD仿真系统和齿轮加工仿真系统,具体阐述了先进仿真关键技术的实现方法。     

面向成组自动化的数控任务特征建模方法

充分利用数控代码结构清晰稳定、可读性好的特点,在分析数控任务结构特征与加工工艺相似特征之间的映射关系的基础上,提出了面向成组自动化的特征建模策略、模型识别方法、基于层次分析法的权重分配策略,建立了面向成组自动化分析的数控任务特征模型,实现了数控任务的非人工分析和成组自动化.通过实例验证了以上特征建模与分析方法的有效性.     

基于Flexsim的工艺流程仿真和优化

对于比较复杂的工艺流程,仅用数学方法往往不能发现工艺流程中的瓶颈,因而也无法为系统优化提供依据.通过对工艺流程建立仿真模型、设置参数和编写逻辑代码,来实现工艺流程的仿真,从而找到流程中的瓶颈,再通过优化方法消除流程中的瓶颈.试验证明,运用仿真与优化相结合的方法,有效提升了工艺流程的运行效率.     

分布式虚拟设计/制造集成平台

摘要：分布式虚拟设计和分布式虚拟制造是先进制造技术领域的研究热点，但是，目前关于它们的研究多是分别进行，开发的系统低耦合，甚至是无关联的，这种状况阻碍了研究的实际应用．针对这一问题，武汉理工大学智能制造与控制研究所提出并研制了一个分布式环境下集成的工作平台，该平台实现了虚拟产品建模、虚拟产品分析和虚拟数控加工等多个子系统的集成．本文重点介绍了该集成平台的框架结构及各子系统的关键实现技术．在实际应用中，武钢机械制造公司和武汉重型机床厂利用该平台开发复杂新产品时，缩短了开发周期．取得了显著的经济效益．同时，该平台也为虚拟设计、虚拟制造一体化的进一步深入研究提供了有益的探索．