[發(fā)明專利]基于面向?qū)ο髮哟螘r(shí)間Petri網(wǎng)的裝配工藝模型建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711174256.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN107784189B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁曉宇;馬濤;劉檢華;杜增輝;劉少麗;熊輝;楊春光;楊羲昊;王佳鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/22
• 分類號(hào): G06F30/22
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;劉偉

本發(fā)明提供一種基于面向?qū)ο髮哟螘r(shí)間Petri網(wǎng)的裝配工藝模型建立方法，包括以下步驟：根據(jù)裝配工藝不同的節(jié)點(diǎn)建立不同層次的面向?qū)ο笞泳W(wǎng)；根據(jù)裝配工藝信息建立對(duì)象模型并建立不同層次的輔助子網(wǎng)代替對(duì)應(yīng)庫(kù)所；根據(jù)裝配工藝確定裝配過(guò)程中信息傳遞方向，建立每個(gè)對(duì)象的輸入和輸出信息庫(kù)所，在每個(gè)對(duì)象始末位置插入門變遷，用有向弧分別將輸入和輸出信息庫(kù)所與門變遷連接起來(lái)以建立裝配工藝子網(wǎng)間信息傳遞網(wǎng)；建立初始標(biāo)識(shí)并把所有庫(kù)所和時(shí)間變遷中的初始標(biāo)識(shí)表示出來(lái)，得到裝配工藝模型。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述步驟，通過(guò)對(duì)裝配信息不同層次描述使得裝配信息和對(duì)象全面，模型通用性高，降低建模復(fù)雜度，利用遺傳算法優(yōu)化裝配時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿真領(lǐng)域，特別涉及一種基于面向?qū)ο髮哟螘r(shí)間Petri網(wǎng)的裝配工藝模型建立方法。

背景技術(shù)

裝配是航天、航空、汽車、武器和工程機(jī)械等復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，裝配結(jié)果直接影響產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、壽命等。在制造過(guò)程中，裝配時(shí)間約占總生產(chǎn)時(shí)間的20％-50％，裝配費(fèi)用占制造總費(fèi)用的20％-30％。裝配工藝設(shè)計(jì)是復(fù)雜產(chǎn)品裝配過(guò)程的一個(gè)重要組成部分，在開發(fā)基于三維模型的裝配工藝設(shè)計(jì)軟件時(shí)，需要研究三維裝配工藝模型的建模方法。裝配工藝模型是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)裝配工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)描述、存儲(chǔ)的數(shù)字化表達(dá)方法，是進(jìn)行裝配工藝規(guī)劃、虛擬裝配仿真和三維裝配工藝文檔生成等工作的基礎(chǔ)。

在裝配工藝建模方面，現(xiàn)有的裝配工藝模型主要有面向?qū)ο竽Ｐ汀ML模型、數(shù)據(jù)庫(kù)模型、本體語(yǔ)義模型、層次化模型、任務(wù)模型與Petri網(wǎng)模型。如有的是在任務(wù)模型的基礎(chǔ)上，建立支持裝配設(shè)計(jì)的面向?qū)ο蟮膶哟位瘑卧b配模型，有的是基于裝配任務(wù)的虛擬裝配工藝模型，有的研究是基于裝配任務(wù)的裝配工藝信息模型，通過(guò)任務(wù)對(duì)象的交叉安裝表達(dá)工序交叉和安裝布置調(diào)整，以上研究沒(méi)有系統(tǒng)、全面地描述裝配工藝過(guò)程中產(chǎn)品、資源、作業(yè)時(shí)間等對(duì)象的所有數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)間的衍變關(guān)系。此外，有研究提出基于IDEF1x的裝配工藝信息模型，描述了裝配工藝規(guī)劃過(guò)程中的產(chǎn)品、工藝、資源信息，還有研究提出一種能全面描述和表達(dá)工藝信息的三維工藝模型，包括流、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景和快照表達(dá)模型，以上研究的裝配工藝模型均對(duì)不同的裝配任務(wù)中的裝配信息進(jìn)行了不同程度的定義與描述，但是，隨著產(chǎn)品復(fù)雜度的增加，裝配環(huán)節(jié)的裝配工藝信息也不斷增加，容易產(chǎn)生信息描述不清、狀態(tài)爆炸等問(wèn)題，為了能夠系統(tǒng)全面的描述復(fù)雜產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)中的各種信息，一部分研究利用Petri網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱PN)來(lái)進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品裝配工藝的建模。

Petri網(wǎng)作為一種形式化的描述工具，提供了以圖形和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的形式化建模方法，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建模和性能分析過(guò)程中有非常重要的作用。現(xiàn)有研究中提出一種將層次著色Petri網(wǎng)與圖靈機(jī)模型結(jié)合的方法，可以建立增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝配環(huán)境系統(tǒng)模型；有的研究提出一種基于知識(shí)的層次對(duì)象時(shí)間Petri網(wǎng)，并用于建立虛擬裝配環(huán)境的應(yīng)用層模型，但該模型不適用于對(duì)裝配工藝信息的描述和建模；目前，還有研究提出一種基于多域集成Petri網(wǎng)，建立工藝對(duì)象、工藝資源、資源集成、物流和信息五個(gè)PN子模型，建立裝配系統(tǒng)MIMPN模型，以上研究利用Petri網(wǎng)理論進(jìn)行裝配工藝建模雖解決了裝配工藝信息狀態(tài)爆炸的問(wèn)題，但都專門針對(duì)機(jī)加工藝、飛機(jī)制造、船舶制造等特定領(lǐng)域，得到的裝配工藝模型不具有通用性，而且缺乏裝配檢驗(yàn)、裝配時(shí)間等工藝信息，以及柔性件、人體等裝配對(duì)象，這些裝配信息和裝配對(duì)象對(duì)裝配工藝設(shè)計(jì)和虛擬裝配仿真結(jié)果的可靠性有著重要影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于面向?qū)ο髮哟螘r(shí)間Petri網(wǎng)的裝配工藝模型建立方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于面向?qū)ο髮哟螘r(shí)間Petri網(wǎng)的裝配工藝模型建立方法，包括以下步驟：

S1、分析裝配工藝并根據(jù)裝配工藝不同的主節(jié)點(diǎn)分別建立不同層次的工藝互相關(guān)聯(lián)且功能互相獨(dú)立的面向?qū)ο笞泳W(wǎng)；

S2、根據(jù)裝配工藝信息建立對(duì)象模型，并建立不同層次的裝配工藝輔助子網(wǎng)代替對(duì)應(yīng)的庫(kù)所；