复杂产品概念设计多学科过程建模方法研究45912new

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1、第43卷第3期Jou浙rna1of江Zhejia大ngUn学iversit学y(Eng报ine(er工ing学S版cie)nce)V01．43N0．32OO9年3月Mar．2()()9D0I：1O．3785／j．issn．1OO8—973X．2OO9．O3．O23复杂产品概念设计多学科过程建模方法研究刘海强，祁国宁，张太华，纪杨建(浙江大学现代制造工程研究所，浙江杭州31。027)摘要：为了使复杂产品概念设计的过程模型支持多学科优化，实现概念设计过程中的求解功能，确定产品设计的综合最优方案，提出了基于扩展Petri网与NsGA一Ⅱ算法相结合的多学科

2、过程建模方法．针对复杂产品设计过程的特点，分析了概念设计在多学科优化过程中的重要作用，研究了扩展Petri网模型建立和NsGA一Ⅱ算法的执行过程，给出了以扩展Petri模型的变迁序列作为NsGA_Ⅱ算法染色体，结合属于Petri网模型元素的选择算子、交叉算子进行NSGA一Ⅱ优化运算的方法．将上述方法应用于某工业汽轮机的设计，并通过实例验证了该方法对于不同的设计要求，可以给出不同情况下的Pareto最优解集，是进行复杂产品概念设计过程建模的一种切实有效方法．关键词：过程建模；概念设计；多学科；Pareto最优中图分类号：TH122文献标识码：A文章编

3、号：1∞8—973X(2O09)O3一O517一O6Research0nmulti—disciplinarypr0cessm0deling0fc0nceptualdesignfOrc0mplxpr0ductLIUHai—qiang，QIGu0一ning，ZHANGTai—hua，JIYang_jian(Js￡f“￡P0_厂C0，p0rnrM口“c“rgEgrg，Z矗盘gLrs￡，Hng0“31OO27，C口)Abstract：Anapproachformulti—disciplinaryprocessmodelingbasedontheextend

4、edPetrinetandNSGA一Ⅱalgorithmwaspresentedtosupportmulti—disciplinaryoptimizationofprocessmodelingofconceptua1de—signforcomplexproduct，solvefunctioninconceptualdesign，anddetermineproductsynthesisoptimalde—sign．Theimportantfunctionofconceptualdesignwasanalyzedinmulti—disciplinary

5、optimizationaccordingtocharacteristicsofthedesignprocessofcomplexproduct，andtheestablishmentofPetrinetmodelandimplementationofNSGA一Ⅱalgorithmweregiven．Amethodbasedontransitionsequencesoftheextend—edPetrinetmodelusedasNSGA一Ⅱa1gorithmchromosomes，combinedwiththeselectionandcrosso

6、veroperatorofPetrinetmodele1ementstocarryonNSGA一Ⅱoptimizationoperationwasimp1emented．Themodelingmethodwasappliedtoanindustrialsteamturbinedesignprojectforinstance，andresu1tsdemon—stratedthatitcangiveParetooptimalsolutionsforthedifferentdesignrequestundervariouscircum—stances，a

7、nditwasapracticalvalidmethodforprocessmodelingofconceptualdesignforcomplexproduct．Keywords：processmodeIing；conceptualdesign；multi—discipIinary；Paretooptimal复杂产品是指结构复杂、技术密集、制造要求和高度迭代的过程，这个过程涉及到多专业信息的集成本高、过程管理复杂、客户需求多变的一类产成、多学科团队的协同设计，其复杂性主要表现在各品．复杂产品的设计是一个跨越多学科的、复杂且种设计因素(如设计零部件

8、、设计活动等)之间的相收稿日期：20O7一l2一O9．浙江大学学报I工学版)网址：www．journals．zju．edu