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产品配置是大规模定制设计的一项关键使能技术,是一种基于知识的设计活动。它利用可配置的产品来快速响应市场,满足客户对产品的个性化和多样化要求。有关产品配置的研究也越来越受到人们的重视。本文根据机械产品的特点,分析了产品的可配置性和可配置产品的概念、特点、相应的设计方法,系统地对与产品配置设计有关的配置知识描述、产品配置建模与求解、基于分布式约束满足的产品配置、产品配置与PDM集成等问题进行了研究,并结合本溪水泵厂的J型计量泵系列产品为例,将上述理论应用于实际产品开发中,取得了较好的效果,证明了模型及算法的正确性和先进性。
产品配置知识的描述是配置建模和求解的基础。由于本体是知识表达和共享的基础,为便于配置知识表达、集成和共享,本文提出基于本体的知识描述方法,构建一个比较完整的、具有明确语义的产品配置领域知识本体,用于描述配置本体中的基本概念集合、系统需求集合和概念间关系集合。运用本体建模语言:DAML+OIL实现配置知识的表达,这种建模语言具有较强的表达能力和推理功能,具有可解释性、可操作性和可移植性的特征,并支持基于Web环境的产品配置。
产品配置模型是对可配置产品的详细描述,是所有与可配置产品相关的产品配置知识的集合。本文首先分析了可配置产品设计的基本流程和产品配置模型建立的原则。在此基础上提出基于产品族可变型结构的配置模型,实现了对复杂产品的配置。模型中给出了配置单元的概念,并定义了三种配置单元:基本配置单元、几何变型配置单元和结构变型配置单元。详细阐述了产品配置模型中的各种配置约束规则,最后给出了基于产品族可变型结构模型的求解算法。
针对分布式配置问题,本文将问题抽象为分布式约束满足的方法进行求解。研究了分布式产品配置的一些基本问题,给出了分布式约束满足问题的定义,建立了产品配置约束网络结构模型,并将其映射为分布式约束满足的求解模型。通过分析几种常见的分布式约束满足问题求解的算法及其不足,在此基础上提出采用异步弱授权搜索算法进行配置求解。
在对配置知识描述、配置建模和求解进行理论研究的基础上,论文开发了一个产品配置器系统框架,该配置系统分为两个部分:订单管理和产品配置。订单管理主要完成客户基本信息管理和客户的订单信息的输入和管理;而产品配置部分包括五个基本功能模块:配置模型编辑、需求定义、配置求解、配置结果评估和可视化浏览。论文将产品配置系统集成在符合J2EE规范的。PDM系统(CoWorkSpace)平台中,该集成系统运用WEB服务器、JAVA2应用服务器和数据库服务器的B/S三层架构体系。本体知识与可配置产品知识以XML文件的形式放在系统平台的文件系统中,EJB容器中的各个。Entitv:Bean和Session Bean实现了产品配置组件的功能,一系列JSP页面实现了产品配置的应用模块功能。