总序 1
前言 1
第1章 绪论 1
目录 1
第2章 先进制造系统的建模技术 5
2.1 建模技术研究的背景 5
2.2 建模技术研究的应用 6
2.3 建模技术研究的现状 8
2.4 建模的目的和方法 9
2.4.1 建立系统模型的目的 9
2.4.2 数学模型的优点 9
2.4.3 制造系统建模 10
2.5 多色集合理论研究简介 11
2.6 本章小结 11
3.1 多色集合的概念 12
3.2 个人着色和统一着色 12
第3章 多色集合理论 12
3.3 个人颜色和统一颜色的关系 13
3.4 多色集合的数学表达式 14
3.5 在多色集合中着色的逻辑运算 14
3.6 统一颜色的存在和个人颜色之间的关系 14
3.7 析取多色集合 15
3.8 合取多色集合 16
3.9 示例分析 16
3.10 本章小结 17
第4章 多色图 18
4.1 多色图的概念 18
4.2 多色图的组成 18
4.3 多色图中的运算 19
4.3.1 在联系的析取形式时多色图中路径的运算 20
4.3.2 在联系的合取形式时多色图中路径的运算 21
4.4 示例分析 21
4.5 本章小结 23
5.1 多色集合模糊数学模型的研究 24
第5章 多色集合模糊数学模型的研究及其在机械产品概念设计中的应用 24
5.1.1 模糊数学模型的建立 26
5.1.2 贴近度函数的建立 27
5.2 方案搜索算法 28
5.2.1 设计的准则和原理 28
5.2.2 在多色图G＝（P,C）中计算顺序路径μi 28
5.2.3 在联系的析取形式时多色图路径的运算 29
5.3 方案选择算法 30
5.2.4 在联系的合取形式时多色图路径的运算 30
5.4 寻求合理产品设计方案的步骤 31
5.5 示例分析 32
5.6 本章小结 32
第6章 多色集合理论在机械制造工艺系统建模分析中的应用 34
6.1 对象模型的建立 34
6.1.1 围道的概念 34
6.1.2 PS元素的逻辑表示方法 36
6.1.3 对象模型的建立 37
6.2.1 应用领域 40
6.2 加工系统模型的应用 40
6.2.2 示例分析 41
6.3 产品的加工仿真 44
6.3.1 析取多色集合P∨S及析取多色图P∨G模型 44
6.3.2 合取多色集合P∧S及合取多色图P∧G模型 46
6.3.3 企业加工的可能性 47
6.3.4 示例分析 48
6.4 本章小结 50
7.1.1 研究背景及意义 51
7.1 概述 51
第7章 CAPP系统信息建模与工艺决策方法研究 51
7.1.2 CAPP研究概况 53
7.1.3 本章的主要内容 54
7.2 零件信息模型与资源信息模型研究 54
7.2.1 EER模型概述 55
7.2.2 零件信息EER模型 56
7.2.3 制造资源信息EER模型 60
7.3.1 基于多色集合理论的零件加工工序方案的确定 62
7.3 基于多色集合理论和模糊评判的加工工序方案规划 62
7.3.2 加工工序方案模糊优选 66
7.4 基于遗传算法的零件加工工艺路线决策 70
7.4.1 工艺路线决策的现状和问题 71
7.4.2 遗传算法概述 72
7.4.3 排序遗传算法的相关问题 73
7.4.4 排序遗传算法的作用过程 74
7.4.5 示例分析 75
7.4.6 排序遗传算法总结 80
7.5 系统设计与实现 81
7.5.1 系统体系结构和工作流程 81
7.5.2 系统信息模型 82
7.5.3 系统实现的软硬件平台 84
7.5.4 系统主要功能模块演示 84
7.5.5 工艺过程输出 88
7.6 本章小结 89
8.1 概述 91
第8章 基于多色集合理论的产品装配序列规划系统的研究与开发 91
8.1.1 装配序列规划研究现状及不足 92
8.1.2 研究的目的及意义 94
8.1.3 本章的主要内容 94
8.2 基于多色集合的产品装配信息建模 95
8.2.1 产品装配信息模型 95
8.2.2 现有的几种装配模型 97
8.2.3 基于多色集合理论的产品装配信息模型 98
8.2.4 装配关系中的约束问题 101
8.3 产品拆分图和组装图的研制 103
8.3.1 产品拆分图与组装图的概念 103
8.3.2 拆分图和组装图的生成 104
8.3.3 研制组装图的意义 112
8.4 系统设计与实现 114
8.4.1 系统功能模型 114
8.4.2 系统算法流程图 115
8.4.3 系统信息模型 115
8.4.4 系统实现 115
8.5 本章小结 118
第9章 基于多色集合理论的冲压工艺过程建模研究 120
9.1 概述 120
9.1.1 冲压工艺系统CAPP研究的现状 120
9.1.2 研究的目的及意义 121
9.1.3 本章的主要内容 121
9.2 冲压工艺简介 122
9.2.1 冲压工艺概述 122
9.2.2 冲裁 124
9.2.3 弯曲 126
9.2.4 拉深 127
9.2.5 成形 127
9.2.6 辅助加工 128
9.2.7 冲压用材料 129
9.2.8 工艺性分析 130
9.3 基于多色集合的冲压工艺建模 130
9.3.1 冲压工艺的信息模型 130
9.3.2 基于多色集合的冲压工艺建模 131
9.4.1 系统实现步骤 133
9.4 系统设计 133
9.4.2 系统算法流程图 134
9.5 系统实现 134
9.5.1 分析零件提出加工要求 135
9.5.2 利用开发的软件系统逐步求得最终结果 136
9.5.3 软件系统的一些其他说明 139
9.6 本章小结 139
10.1.1 研究背景 141
第10章 基于多色集合理论的夹具概念设计过程建模 141
10.1 概述 141
10.1.2 研究的目的及意义 142
10.1.3 本章的主要内容 143
10.2 基于多色集合的工装概念设计建模 143
10.2.1 建模思路 143
10.2.2 工装概念设计模型 143
10.3 基于多色集合理论的夹具设计 144
10.3.2 确定图G＝（B,C）中边关系并做出元素关联图 145
10.3.1 确定图G＝（B,C）中的节点 145
10.3.3 建立围道矩阵和对应的逻辑矩阵 146
10.3.4 为图G＝（B,C）中节点着色 147
10.3.5 找出关联图中所有从头节点到尾节点的路径 148
10.3.6 找出满足约束条件的所有路径 149
10.3.7 确定所有的结构图元素组 150
10.3.8 确定所有满足约束条件的结构图元素组 150
10.4.1 算法流程 152
10.4 系统设计与实现 152
10.3.9 确定最优解 152
10.4.2 系统实现 155
10.5 本章小结 162
第11章 基于多色集合理论的加工中心概念设计方法研究 164
11.1 概述 164
11.1.1 概念设计的概念 164
11.1.2 概念设计的重要性 164
11.1.3 概念设计的关键技术 165
11.1.4 概念设计的关键步骤和存在的问题 166
11.1.5 研究的目的和意义 168
11.2 基于多色集合理论的加工中心概念设计方法 169
11.2.1 基本原理 169
11.2.2 贴近度函数的建立 170
11.2.3 概念设计的步骤 171
11.2.4 钻铣镗类加工中心概念设计的方法 171
11.3 系统实现 177
11.3.1 系统的体系结构 177
11.3.2 系统基础数据维护 178
11.3.3 基于多色集合理论的加工中心概念设计方案求解 181
11.4 系统应用示例 182
11.4.1 主机方案设计 182
11.4.2 换刀系统方案设计 184
11.4.3 满足条件的加工中心概念设计方案 184
11.4.4 方案评估 184
11.5 本章小结 184
12.1.2 本章的主要内容 186
12.1.1 概念设计中的新方案生成问题 186
第12章 工业机械手概念设计中的关键技术研究 186
12.1 概述 186
12.2 基于PS的机械手概念设计建模及推理机制 187
12.2.1 手部的信息建模和推理 189
12.2.2 腕部的信息建模和推理 192
12.2.3 臂部的信息建模和推理 193
12.2.4 方案贴近度的建立 193
12.2.5 工业机械手概念设计流程 195
12.2.6 应用示例分析 196
12.3 基于TRIZ理论的新方案生成方法研究 197
12.3.1 TRIZ理论概述 197
12.3.2 TRIZ理论解决冲突问题的思维过程 198
12.3.3 TRIZ理论解决冲突的相关技术 198
12.3.4 工业机械手概念设计中新方案的生成 201
12.3.5 示例分析 205
12.4.1 机构创新设计过程模型 207
12.4 基于结构推理的方案元机构创新 207
12.4.2 结构推理过程中的相关技术 208
12.4.3 集成功能推理和结构推理的概念设计过程 211
12.4.4 工业机械手方案元机构创新示例 212
12.5 系统实现 218
12.5.1 系统功能结构 218
12.5.2 系统基础信息维护 219
12.5.4 创新设计 222
12.5.3 概念设计方案求解 222
12.6 本章小结 224
附录1：标准冲突参数 225
附录2：发明原理 226
第13章 基于多色集合理论的概念设计产品信息建模和方案推理技术的研究 231
13.1 概述 231
13.2 概念设计中的功能方法树模型改进和约束问题分析 232
13.2.1 功能方法树模型的改进 232
13.2.2 概念设计中的约束问题分析 235
13.3.1 多色集合递阶结构树 238
13.3 产品信息模型的形式化描述 238
13.3.2 约束问题在递阶结构树中的表达 239
13.3.3 概念设计产品信息模型的形式化描述 239
13.3.4 方案推理过程的实现 241
13.3.5 基于多色集合的产品概念设计一般步骤 243
13.4 隔振系统概念设计 245
13.4.1 隔振系统概述 245
13.4.2 隔振系统概念设计过程 245
13.4.3 方案元库 249
13.4.4 求解示例 250
13.5 系统设计与实现 252
13.5.1 系统体系结构 252
13.5.2 系统信息模型 253
13.5.3 系统实现 254
13.6 本章小结 258
14.1 设计方案的一种综合评估方法 260
14.1.1 建模原理 260
第14章 方案评估研究 260
14.1.2 模糊评判的基本要素 262
14.1.3 加工中心方案的评估 262
14.2 利用商用软件对概念设计方案进行综合评判 264
14.3 钻铣镗类加工中心的方案评估研究 270
14.3.1 方案评估和优选算法 270
14.3.2 基于模糊规则的神经网络的建立 272
14.3.3 应用示例 275
14.4 本章小结 278
15.1.1 研究背景及意义 279
第15章 虚拟现实技术在加工中心概念设计中的应用 279
15.1 概述 279
15.1.2 概念设计的研究现状 280
15.1.3 研究的主要内容 280
15.2 利用3DS MAX实现钻铣镗类虚拟方案 281
15.2.1 虚拟现实技术 281
15.2.2 3DS MAX简介 282
15.2.3 基于3DS MAX的三维系统开发 283
15.3.1 虚拟方案元库效果图的实现 284
15.3 钻铣镗类加工中心虚拟方案的实现 284
15.3.2 虚拟方案元库元件的组合调用 285
15.4 本章小结 287
第16章 虚拟现实技术在工业机械手概念设计中的应用 288
16.1 概述 288
16.1.1 研究的目的及意义 288
16.1.2 本章的主要内容 288
16.2.3 概念设计的方法 289
16.2.2 概念设计的特性 289
16.2.1 基本概念 289
16.2 概念设计 289
16.3 虚拟现实技术在概念设计中的应用 290
16.3.1 虚拟现实技术 290
16.3.2 虚拟概念设计 290
16.3.3 本章所采用的虚拟现实技术 291
16.4 工业机械手概念设计的三维虚拟环境的选择 292
16.4.1 SolidWorks简介 292
16.4.2 SolidWorks和3DS MAX软件的配合使用 294
16.5.2 机械手方案元库的建模 295
16.5 工业机械手的三维虚拟环境概念设计 295
16.5.1 工业机械手简介 295
16.5.3 机械手虚拟方案元库 305
16.6 本章小结 310
第17章 UML和多色集合理论 312
17.1 UML概述 312
17.1.1 面向对象建模方法 312
17.1.2 应用UML的意义 313
17.1.3 可视化建模工具Rose 314
17.1.4 UML的建模过程 315
17.2 运用UML进行库存管理系统模型设计 317
17.2.1 库存管理系统需求模型的建立 317
17.2.2 库存管理系统对象模型的建立 322
17.3 多色集合和UML的结合 327
17.4 本章小结 330
参考文献 331
附录 英文缩写及主要符号释义对照表 342