面向服务的机械结构快速设计分析关键技术

论文摘要

市场竞争日益激烈,产品快速创新成为企业的核心竞争力。面向服务的计算技术为实现结构快速分析,保障产品质量提供了新的思路。本文在对机械设计分析模式转变的分析基础上,依托面向服务架构,提出了一种面向服务的机械结构快速分析模式。并围绕其中的核心内容从资源建模、映射机制、服务定制及系统重用等方面进行了研究。主要工作和贡献如下:在分析CAE进程演化的基础上,提出了面向对象和面向服务相结合的分析资建模方法,建立起层次化的资源表达,进行面向服务改造,提高了资源抽象粒度,给出了基于XML的分析资源实现方式,并设计了多目标遗传算法对分析资源进行优选。建立了一种从结构分析模型到服务模型的映射机制。该机制建立起基于本体论的多维度多精度结构性能分析模型和服务模型,分析模型按照颗粒度聚合形成的层次网状结构,对应了分析服务的四个子层次结构,实现了两者之间的对应映射。提出了多Agent支持的复杂结构快速分析服务定制技术,构造服务协作Agent协调任务并行执行和数据并行求解,在此基础上提出了基于消息通信方式的二级分布并行求解策略,实现机械结构的粗细粒度混合并行分布计算。在探讨结构性能分析模型重用进化的基础上,提出了基于可重用的快速分析服务的方法,建设了可重用的分析资源,提供远程分析服务,并对实现上的关键技术给出了解决方法。将以上成果应用于浙江省和国家科技部十五重点科技攻关项目“基于快速响应客户需求的并行设计开发平台研究及其在汽摩配行业中的应用”中,构建了适应企业要求的快速分析服务系统。项目已通过浙江省科技厅的验收,并得到国家CIMS中心推广,实际运行过程验证了本文成果的有效性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 面向服务的快速分析的研究意义
• 1.3 国内外相关技术研究及进展
• 1.3.1 制造业信息化
• 1.3.2 协同分析与优化
• 1.3.3 资源建模及共享
• 1.4 当前研究存在的问题
• 1.5 论文的课题背景
• 1.6 论文的内容及总体框架
• 2 面向服务的机械结构快速分析的模式
• 2.1 引言
• 2.2 机械结构设计分析模式的转变
• 2.2.1 面向功能的设计分析模式
• 2.2.2 面向过程的设计分析模式
• 2.2.3 面向服务的设计分析模式
• 2.3 面向服务的机械结构快速分析模式
• 2.3.1 面向服务的定义
• 2.3.2 服务要素
• 2.3.3 服务建模
• 2.3.4 面向服务的机械结构快速分析模式
• 2.4 小结
• 3 面向服务的分析资源建模
• 3.1 引言
• 3.2 CAE进程演化及分析资源建模的需求
• 3.2.1 CAE进程演化
• 3.2.2 面向服务的分析资源建模的必要性
• 3.3 面向服务的分析资源建模
• 3.3.1 分析资源的特点
• 3.3.2 分析资源的分类
• 3.3.3 分析资源的结构
• 3.3.4 分析资源的集成
• 3.3.5 面向对象和面向服务相结合的分析资源建模
• 3.4 基于遗传算法的分析资源优选
• 3.4.1 分析资源优选模型
• 3.4.2 分析资源优选算法
• 3.5 实例
• 3.6 小结
• 4 机械结构快速分析服务模型及实现
• 4.1 引言
• 4.2 快速分析服务的建模方法
• 4.3 面向服务的快速分析模型
• 4.3.1 基于本体论的多维度多精度结构性能分析模型
• 4.3.2 复杂机械结构性能分析模型
• 4.4 快速分析的服务模型
• 4.4.1 快速分析服务包模型
• 4.4.2 分析服务包的结构
• 4.4.3 分析服务包的组合
• 4.5 分析模型到服务模型的映射机制
• 4.6 小结
• 5 多Agent支持的复杂结构快速分析服务
• 5.1 引言
• 5.2 Agent与Web集成服务的必要性
• 5.3 多Agent分析服务中间件的结构
• 5.4 多Agent支持的复杂结构快速分析服务
• 5.4.1 基于SOA多Agent支持下的分析服务
• 5.4.2 Agent的服务协作过程及结构
• 5.4.3 多Agent支持的快速分析服务定制
• 5.4.4 面向服务的复杂结构分布并行求解策略
• 5.5 实例——基于刚柔混合建模的时变结构快速动力学分析
• 5.5.1 基于刚-柔混合建模的时变结构动力学分析策略
• 5.5.2 多Agent支持的时变结构分析定制
• 5.5.3 分析结果
• 5.6 小结
• 6 基于可重用的远程分析服务
• 6.1 引言
• 6.2 可重用的分析资源
• 6.2.1 可重用的结构性能分析模型
• 6.2.2 基于可重用的快速分析服务
• 6.2.3 实例——基于虚拟结合面库模态修正的分析资源重用
• 6.3 远程分析服务
• 6.3.1 远程分析系统的体系结构
• 6.3.2 关键技术及实现
• 6.4 实例原型系统
• 6.4.1 需求和总体设计
• 6.4.2 功能模块
• 6.4.3 系统运行实例
• 6.5 小结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文内容总结
• 7.2 主要创新点
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果