“风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送模型研究

【摘要】：我国风电产业的快速发展使得与之相关的风电装备制造业呈现出蓬勃发展的前景。其中,风电齿轮箱作为风力发电机组中技术含量最高的部件之一,备受国内外风电相关行业和研究机构的关注。风电齿轮箱的工作能力和工作质量在很大程度上与轴有关,其可制造性设计过程是一个知识密集型过程,虽然随着PDM和PLM系统的应用,企业拥有了非常丰富的知识储备但依然存在着知识重用率低、知识价值贡献度低、知识推送效率低以及推送结果缺乏针对性等问题。为此,本文构建了基于人体免疫过程的风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识的推送模型,以尝试解决这些问题。本文在吸收国内外相关研究成果的基础上,根据知识推送与免疫过程的相似性,构建了在产品设计软件Solid Works平台下风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识的推送模型,模型分为知识库模块、知识需求模块以及推理机制模块三大模块,并阐述了模型各个子模块的功能和实现方法。首先,借鉴知识推送过程与免疫过程的相似性构建了风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识推送模型;其次,分析了风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识库包含的内容,选择知识的本体表示方法对知识库中的知识进行表示,利用protégé构建风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识本体库,并将知识表示为DNA映射表,构建风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识的免疫细胞模型,为后面实现知识的推送提供基础;再次,利用Solid Works软件中的Feature Works插件及二次开发功能,对产品零件进行特征识别,并将识别的特征提取出知识需求来构建免疫过程中的抗原模型,作为激发推理机制的诱发因素;最后,结合传统的免疫算法定义能够实现知识与知识需求匹配过程相关的免疫算子,构建产品设计工艺知识的推理机制模块。文中以某齿轮箱企业的实际产品行星齿轮变速箱中花键齿轮轴的设计数据为例,在Solid Works平台上实现可制造知识的主动推送,完成产品零件的快速检验,在产品设计的早期阶段及时反馈存在的问题,帮助设计者改善不合理的产品设计。 【关键词】：风电齿轮箱轴类产品 可制造性设计 知识推送 人体免疫
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 选题背景及研究意义8-10
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 知识推送研究现状10-12
• 1.2.2 免疫算法研究现状12-14
• 1.3 课题来源及研究目的14-15
• 1.3.1 课题来源14
• 1.3.2 研究目的14-15
• 1.4 研究内容与技术路线15-17
• 1.4.1 研究内容15
• 1.4.2 技术路线15-17
• 2 “风电齿轮箱”产品介绍及知识管理现状与需求分析17-23
• 2.1 “风电齿轮箱”产品基本知识17-19
• 2.1.1 “风电齿轮箱”基本结构及传动原理17-18
• 2.1.2 “风电齿轮箱”轴类零件结构及重要性18-19
• 2.2 “风电齿轮箱”企业知识管理现状及知识推送需求分析19-20
• 2.2.1 “风电齿轮箱”企业产品设计知识管理现状19
• 2.2.2 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送需求分析19-20
• 2.3 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送层次框架设计20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送模型构建23-46
• 3.1 基于人体免疫过程的知识推送过程构建23-28
• 3.1.1 人体免疫过程的生物学机理23-24
• 3.1.2 基于人体免疫过程的知识推送过程24-26
• 3.1.3 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送模型构建26-28
• 3.2 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识库模块构建28-38
• 3.2.1 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识库内容28-31
• 3.2.2 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识表示方法31
• 3.2.3 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识本体库构建31-37
• 3.2.4 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识免疫细胞模型37-38
• 3.3 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识需求模块构建38-42
• 3.3.1 轴类产品零件特征38-40
• 3.3.2 轴类产品零件特征提取40-41
• 3.3.3 轴类产品零件特征分析及知识需求抗原模型41-42
• 3.4 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送推理机制模块42-45
• 3.4.1 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送匹配策略42-44
• 3.4.2 “风电齿轮箱”轴类产品设计工艺知识推送算法44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 实例验证46-57
• 4.1 案例背景46-49
• 4.1.1 A齿轮箱企业简介46
• 4.1.2 企业产品设计开发过程及知识推送需求分析46-49
• 4.2 风电齿轮箱产品设计工艺知识推送系统的构建49-56
• 4.2.1 企业风电齿轮箱轴类产品设计工艺知识推送系统结构49-52
• 4.2.2 企业齿轮箱轴类产品设计工艺知识推送的系统实现52-56
• 4.3 本章小结56-57
• 5 结论57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 附录64
• A. 作者在攻读硕士学位期间从事的科研课题64
• B. 作者在攻读硕士学位期间发表的文章64
• C. 作者在攻读硕士学位期间获得的奖励64

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