船体分段构件的虚拟装配工艺规划技术研究

学校代码：10289分类号：U671.99密级：公开学号：102020004江苏科技大学硕士学位论文船体分段构件的虚拟装配工艺规划技术研究研究生姓名刘颖导师姓名李滨城申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业机械制造及其自动化论文提交日期2012年12月26日研究方向虚拟装配论文答辩日期2013年3月17日答辩委员会主席王明强评阅人2013年3月17日船体分段构件的虚拟装配工艺规划技术研究刘颖江苏科技大学分类号：U671.99密级：公开学号：102020004江苏科技大学硕士学位论文船体分段构件的虚拟装配工艺规划技术研究学生姓名刘颖指导教师李滨城教授江苏科技大学二O一三年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheStudyofVirtualAssemblyProcessPlanningTechnologyforHullBlockMembersSubmittedbyLiuYingSupervisedbyLiBinchengJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2013江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要I摘要船舶建造作为一项极为复杂的制造工程，由成千上万个构件装配、焊接而成，具有作业范围广泛、工作量大、工作种类多、安装繁琐等特点。船体构件装配作为船舶建造过程中的关键环节，是船体设计及船体制造的连接纽带，是精品造船、提高船舶质量的重要保障。虚拟装配技术的出现，给产品设计和制造过程中的装配问题带来有效的解决方案，成为制造业装配技术发展的趋势。因此，深入研究船舶分段构件的虚拟装配工艺规划，对于船舶建造水平的提高、产品设计及开发费用的减少、工人工作环境的改善等具有重要意义。在此背景下，本文围绕虚拟装配工艺规划进行的主要研究内容及方法如下：首先，较为全面的介绍了船体建造方法及方式、船体分段划分、生产设计编码及船体建造精度管理等船体建造工艺，对船体结构的建造工艺有了系统认识。其次，针对具有复杂结构的船舶装配体，在研究总结现有装配模型表达的基础上，引入模糊聚类分析方法，对其进行子装配的模块划分，提出层次化装配信息模型。在此基础上，分析目前装配序列规划方法的优缺点，通过研究拆卸法基本原理，为了减少序列规划的复杂性且避免组合爆炸，在综合装配体的层次性、装配约束关系、基础件选择、经验知识推理等基础上，提出了分层装配序列生成的拆卸法，并且通过实例进行详细说明，引进的先进造船工艺方法，是对原有装配方案的优化。再次，分析了影响船舶装配序列评价的主要因素，鉴于影响装配序列评价因素的模糊性、非确定性等特点，提出了二级模糊综合评价方法，并建立综合评价指标体系，给出权重确定、备择集确定、模糊综合评判及评价结果的具体操作实现方法，结合本文研究实例，最终优选出装配方案。最后，以某船厂建造的28000吨级成品油船的HB07压载舱分段为例，在DELMIA虚拟环境中，对优选出的船体分段装配序列进行工艺规划仿真，主要包括虚拟装配模型的建立及导入、基于拆卸法的人机交互虚拟装配工艺规划与仿真、仿真的静态及动态干涉分析、工艺文件的输出等，验证了文本的正确性，为DELMIA软件在企业设计、模拟、优化等制造过程中所提供的方法论及软件解决方案的合理可行性提供支持。关键词虚拟装配工艺规划；层次化拆卸法；虚拟装配信息模型；模糊综合评价；工艺规划仿真摘要IIAbstractIIIAbstractAsaverycomplicatedmanufacturingengineering,shipbuildingisassembledandweldedbythousandsofstructuremember.Ithasthecharacteristicsofwideoperation,mountofworkload,morekindsofworkandcomplicatedinstallationetc.Asakeyintheprocessofshipbuilding,hullmemberassemblylinkshulldesignandhullmanufacturing.Anditistheimportantguaranteeofboutiqueshipbuildingandimprovingthequalityofship.Theemergenceofvirtualassemblysolvestheassemblyproblemsduringtheproductdesignandmanufacturingprocess.Anditbecomesthedevelopmenttrendofmanufacturingassemblytechnology.Therefore,furtherstudythevirtualassemblyprocessplanningofhullblockmemberhasimportantsignificanceforraisingtheshipbuildinglevel,reducingthecostofproductdesignandresearch,improvingtheworkingenvironmentetc.Inthisbackground,focusingonvirtualassemblyprocessplanning,themainresearchcontentandmethodofthispaperisasfollows:Firstofall,itintroducescomprehensivelyabouttheship-buildingtechnologywhichincludesthemethodandwayofship-building,thedivisionofhullblock,productiondesigncodeandtheprecisionmanagementofship-buildingetc.Theyhelpushaveagoodknowledgesystemofhullstructureconstructionprocess.Secondly,basedonthestudyandsummarisationontheexistingassemblymodel,thispaperintroducesthemethodoffuzzyclusteringanalysistogetthechildassemblymoduleforthecomplicatedstructureinship.Thenitputsforwardthehierarchicalassemblyinformationmodel.Onthisbasis,thispaperanalysistheadvantagesanddisadvantagesofthepresentassemblysequenceplanningmethod.Bystudyingthebasicprincipleofdisassemblymethodandinordertoreducethecomplexityofthesequenceplanningandavoidthecombinationexplosion,thispaperputsforwardthehierarchicaldisassemblymethodofassemblysequencebasedonintegratingtheassemblylevel,assemblyconstraintrelations,thebasicpartsselection,empiricalknowledgereasoningetc.Andthispapergivesthedetaildescriptionbycase.Theintroductionofadvancedshipbuildingtechnologymethodistheoptimizationfororiginalassemblyscheme.Then,thispaperanalyzesthemainfactorswhichimpacttheevaluationofshipassemblysequence.Inviewofthefuzzinessanduncertainofthesefactors,thispaperputsAbstractIVforwardsthesecondaryfuzzycomprehensiveevaluationmethod.Itestablishesthecomprehensiveevaluationsystemandgivesoutthespecificoperationmethodtodeterminetheweight,alternativeset,fuzzycomprehensiveevaluationandevaluationresults.Then,combiningwithanexample,wefinallychoosethebestassemblyscheme.Finally,puttingtheHB07ballasttanksectionof28000toilshipwhichisbuiltinashipyardasanexample,thispapermakesthesimulationoftheoptimizationassemblysequenceplanningprocessofhullblockinDELMIAvirtualenvironment.Itmainincludesbuildingandintroducingthevirtualassemblymodel,virtualassemblyprocessplanningandsimulationbasedondisassemblymethod,simulationanalysisofthestaticanddynamicinterference,outputtingprocessfileetc.ItverifiesthecorrectnessofthispaperandprovidessupportforthefeasibilityofthemethodandsolutionsschemebyusingDELMIAsoftwareinenterprisefordesign,simulationandoptimizationofmanufacturingprocess.KeyWords:virtualassemblyprocessplanning;hierarchydisassemblymethod;virtualassemblyinformationmodel;fuzzycomprehensiveevaluation;processplanningsimulation目录V目录摘要..............................................