[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于混合Petri網(wǎng)的產(chǎn)品行為流建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110340829.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103093012A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝泳濤;樓狄明;王力生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)品建模技術(shù)，具體地說(shuō)，是涉及一種基于混合Petri網(wǎng)的產(chǎn)品行為流建模方法。

背景技術(shù)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的腦力勞動(dòng)，需要多方面的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，是一個(gè)分析、綜合、推理的過(guò)程，傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)無(wú)法體現(xiàn)出這種智能。ICAD的目標(biāo)是盡可能地使計(jì)算機(jī)參與設(shè)計(jì)活動(dòng)，利用設(shè)計(jì)專(zhuān)家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、和數(shù)據(jù)完成產(chǎn)品的方案決策、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分析、圖形處理等設(shè)計(jì)任務(wù)。ICAD的顯著特征是擁有解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題的知識(shí)庫(kù)，具有選擇知識(shí)、協(xié)調(diào)工程數(shù)據(jù)庫(kù)與圖形庫(kù)共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)的推理決策機(jī)制。從上世紀(jì)80、90年代起，盡管人們對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模式及過(guò)程的認(rèn)識(shí)和定義有不同見(jiàn)解，但基本都可歸結(jié)為一個(gè)逐步細(xì)化、循環(huán)迭代的過(guò)程，是一個(gè)設(shè)計(jì)約束不斷分解、傳播與滿(mǎn)足的過(guò)程。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中以概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段屬于設(shè)計(jì)范疇。而當(dāng)前的智能設(shè)計(jì)模型以較為成熟的概念設(shè)計(jì)理論作為基礎(chǔ)，同時(shí)引入智能算法作為手段解決基礎(chǔ)理論中的全部或某一方面問(wèn)題，常見(jiàn)的基礎(chǔ)概念設(shè)計(jì)理論如Suh提出的公理化設(shè)計(jì)理論(Axiomatic?Design?Theory)、Qian和Gero提出的FBS(Function-behavior-structure)模型等。為了能更好的使用智能化手段，一般還需要在上述基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上作一些補(bǔ)充或變化，如：肖人彬等基于工程免疫計(jì)算方法，給出一種面向耦合設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能規(guī)劃方法，在功能不獨(dú)立的情況下完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供功能規(guī)劃的解決方案，有效處理公理設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的耦合設(shè)計(jì)問(wèn)題；鄒慧君和金熙哲等基于FBS模型提出“功能-行為-結(jié)構(gòu)”映射的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)模型，通過(guò)與功能相關(guān)聯(lián)物理行為的綜合，實(shí)現(xiàn)功能到結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，引入遺傳算法構(gòu)建行為-機(jī)構(gòu)映射優(yōu)化求解數(shù)學(xué)模型和方法。此外還有大量學(xué)者采用遺傳算法、免疫算法手段研究概念設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)的方案生成和優(yōu)化。可見(jiàn)，當(dāng)前的模型幾乎都是從功能設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，把概念設(shè)計(jì)集中在功能表達(dá)的基礎(chǔ)上，概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)依然是設(shè)計(jì)的主線。功能沒(méi)有通用表達(dá)式，即使有，也會(huì)存在歧義，因此通用性很低，不適于計(jì)算機(jī)描述；而且，功能的是主觀的，屬于人的語(yǔ)言表達(dá)，而對(duì)人的語(yǔ)言理解在當(dāng)代仍然是計(jì)算機(jī)科學(xué)的巨大難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于混合Petri網(wǎng)的產(chǎn)品行為流建模方法，從產(chǎn)品的行為上進(jìn)行研究，并建立產(chǎn)品的行為流模型，以解決從功能上進(jìn)行建模帶來(lái)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于混合Petri網(wǎng)的產(chǎn)品行為流建模方法，包括：

水平方向

一方面是從客觀的行為映射到主觀的功能領(lǐng)域，建立符合人類(lèi)認(rèn)識(shí)的功能模型，另一方面是從客觀的行為模型到行為的實(shí)現(xiàn)-結(jié)構(gòu)模型的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)具體的產(chǎn)品；

垂直方向

包括至少兩個(gè)層次，且從最頂層可以實(shí)現(xiàn)從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的單個(gè)抽象行為開(kāi)始，到最底層的每個(gè)行為直接對(duì)應(yīng)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)結(jié)束。

進(jìn)一步地，在垂直方向的每個(gè)層次上，都是從輸入物質(zhì)組合成的產(chǎn)品起始狀態(tài)到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)組合組成的輸出狀態(tài)的過(guò)程。

更進(jìn)一步地，水平方向和垂直方向的過(guò)程相互交互。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明注重對(duì)產(chǎn)品行為的研究，并從產(chǎn)品的行為上來(lái)建立產(chǎn)品的行為流模型，從而有效解決了通過(guò)功能建模帶來(lái)的通用性低、計(jì)算機(jī)難以識(shí)別等問(wèn)題。

2、產(chǎn)品行為是客觀的，和功能不同的是，它可以有無(wú)歧義的通用表達(dá)，具有通用性，也適合于計(jì)算機(jī)描述，因此，本發(fā)明具有良好的通用性和實(shí)用性；

3、通過(guò)直接對(duì)行為的研究，可以定義一個(gè)產(chǎn)品的狀態(tài)，特別是起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。通過(guò)這兩個(gè)狀態(tài)以及之間的影響狀態(tài)的行為，一方面可以直接對(duì)已有產(chǎn)品建模，另一方面，可以根據(jù)這兩個(gè)狀態(tài)，找到合適的行為變化序列來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，建立新產(chǎn)品的行為流模型；再者，行為可以直接對(duì)應(yīng)到結(jié)構(gòu)，得到產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)；

4、產(chǎn)品的行為流模型具有實(shí)用性，覆蓋了智能設(shè)計(jì)的整個(gè)生命周期；同時(shí)，每個(gè)行為可以作為行為庫(kù)的一個(gè)元素，通過(guò)建立行為庫(kù)來(lái)保存已有的產(chǎn)品的行為，從而實(shí)現(xiàn)人類(lèi)知識(shí)的積累和重復(fù)使用，具有學(xué)習(xí)和重復(fù)使用等智能因素，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能演化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

圖2為本發(fā)明-實(shí)施例的產(chǎn)品行為流模型框圖。

圖3為本發(fā)明-實(shí)施例中發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流程的Petri網(wǎng)示意圖。

圖4為本發(fā)明-實(shí)施例中發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮流程的Petri網(wǎng)示意圖。