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篇1

【標(biāo)準(zhǔn)論文格式要求(1)】

1.中文摘要

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(2)“摘要”二字下空一行打印摘要內(nèi)容(小四號(hào)宋體)

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2.英文摘要

(1)居中打印“ABSTRACT”，再下空兩行打印英文摘要內(nèi)容；

(2)摘要內(nèi)容每段開頭留四個(gè)空字符；

(3)摘要內(nèi)容后下空一行打印“KEYWORDS”，其后為關(guān)鍵詞用小寫字母，每一關(guān)鍵詞之間用逗號(hào)隔開，最后一個(gè)關(guān)鍵詞不打標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。

3.目錄

目錄二字為小二號(hào)黑體，居中打印；下空一行為章、節(jié)、小節(jié)及開始頁碼(小四號(hào)宋體)。章、節(jié)、小節(jié)分別以第1章、1.1、1.1.1等數(shù)字一次標(biāo)出。

4.前言

“前言”二字為三號(hào)黑體，居中打??；二字之間控一字符。

5.正文：

1XXX--章級(jí)層次

三號(hào)黑體居中排，段前段后各0.5行；

1.1XXX--節(jié)級(jí)層次

四號(hào)黑體左起排，段前段后各0.5行；

1.1.1XXX--小節(jié)級(jí)層次

四號(hào)楷體左起排，段前0.5行；

1.1.1.1或1.XXX--條款層次

小四號(hào)宋體左起；

(1)XXX(小四號(hào)宋體，接排)

畢業(yè)論文、設(shè)計(jì)說明書正文用小四號(hào)宋體，行間距為22磅，標(biāo)準(zhǔn)字距。

6.圖

圖題采用中文，中文字體為5號(hào)宋體。引用圖應(yīng)在圖題右上方角標(biāo)出文獻(xiàn)來源。圖號(hào)以章為單位順序編號(hào)。標(biāo)號(hào)在圖下方。

7.表格

表格按章順序編號(hào)，表格必須按規(guī)定的符號(hào)標(biāo)注單位。標(biāo)號(hào)在表上方。

8.公式

公式書寫應(yīng)在文中另起一行，居中排列。公式序號(hào)按章順序排列。標(biāo)號(hào)在公式同行右對(duì)齊。

9.參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)按論文中參考文獻(xiàn)出現(xiàn)的先后順序用阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)編號(hào)；參考文獻(xiàn)中每條項(xiàng)目應(yīng)齊全。

機(jī)械工程師職稱論文范文欣賞

論文題目：淺談我國機(jī)械制造發(fā)展現(xiàn)狀和前景趨勢

摘要機(jī)械制造的技術(shù)水平是衡量國家的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)度的有效指標(biāo)之一，是每一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展，各行業(yè)間的競爭也在不斷加劇，國際市場競爭現(xiàn)象越演越烈，如何將高科技融入機(jī)械制造中，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力成為了我國機(jī)械制造業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞機(jī)械制造技術(shù)；特點(diǎn)；現(xiàn)狀；趨勢

1機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

1.1機(jī)械制造的系統(tǒng)性

機(jī)械制造技術(shù)主要包括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)、信息管理技術(shù)以及新開發(fā)材料技術(shù)的運(yùn)用，特別是對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，銷售網(wǎng)絡(luò)、組織管理等等方面已經(jīng)具有相當(dāng)成熟的現(xiàn)代技術(shù)運(yùn)用。機(jī)械制造技術(shù)需要將傳統(tǒng)的制造加工技術(shù)與現(xiàn)代科技技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而將制造技術(shù)貫穿于整個(gè)生產(chǎn)制造過程。

1.2機(jī)械制造的綜合性

機(jī)械制造技術(shù)不僅局限于機(jī)械加工制造的本身過程，它的產(chǎn)品面向整個(gè)市場，并且涉及到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、加工、銷售以及售后的各個(gè)環(huán)節(jié)，并形成一個(gè)完整的體系。機(jī)械制造的終極追求是產(chǎn)品投放進(jìn)市場后的應(yīng)用情況，先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)可以提高企業(yè)的行業(yè)競爭力，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并能夠推動(dòng)一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

1.3現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)體現(xiàn)了市場競爭要素

市場競爭力的核心就是產(chǎn)品生產(chǎn)率，隨著經(jīng)濟(jì)市場化的不斷發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展速度也越來越快，制造業(yè)的市場競爭矛盾已經(jīng)逐漸向質(zhì)量、時(shí)間和成本三者綜合考慮的矛盾。先進(jìn)的制造業(yè)技術(shù)可以將三者進(jìn)行有效結(jié)合，從而提升制造企業(yè)的核心市場競爭力。

2我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1管理模式落后

在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，管理模式已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)代替人為管理，并且尤其重視對(duì)體制的改革和生產(chǎn)流水線模式的更新。已經(jīng)全面提出了精益生產(chǎn)、高效生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的管理思想，但由于我國進(jìn)入信息時(shí)代時(shí)間較短，對(duì)于先進(jìn)管理模式還處于正在發(fā)展的階段，對(duì)計(jì)算機(jī)管理模式的運(yùn)用并不廣泛，還是以人為管理為主的管理模式。

2.2自動(dòng)化技術(shù)落后

與國外的先進(jìn)制造技術(shù)相比較，我國還存在著許多不足之處，首先，我國還沒有掌握自動(dòng)化的核心技術(shù)，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品方案相對(duì)較為落后，僅僅是簡單利用自動(dòng)化技術(shù)，目前還無法真正做到將機(jī)電進(jìn)行有機(jī)結(jié)合；其次，我國使用的機(jī)械自動(dòng)化還是傳統(tǒng)的加工方式，并且，已有的自動(dòng)化的設(shè)備數(shù)量太少，導(dǎo)致我國自動(dòng)化整體水平較低；第三，我國的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)還相對(duì)較為落后，還不能有效利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)度較為緩慢；最后，我國的機(jī)械種類選擇的局限性比較大，質(zhì)量也無法達(dá)到國際普遍執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，使用的范圍也不夠普遍、廣泛。因此，我國的機(jī)械自動(dòng)化還處在初級(jí)階段，隨著中國制造2025的不斷推進(jìn)，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

3機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景與趨勢

3.1機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化融合

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場環(huán)境也發(fā)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。將機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)化是工業(yè)機(jī)電設(shè)備一體化發(fā)展的主要趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普及的市場大環(huán)境下，監(jiān)視技術(shù)與遠(yuǎn)程控制技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)械制造的產(chǎn)品，因此，將機(jī)械自動(dòng)化融入網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是勢在必行的，這有利于提升企業(yè)的市場競爭力。除此之外，局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還將運(yùn)用到大量的家電設(shè)備中，逐步滲入人們的生活，人們利用計(jì)算機(jī)技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)足不出戶的生活模式，正常與外界進(jìn)行交流和溝通，給人們的生活帶來了很大的便利，同時(shí)，這也是機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一。

3.2以智能化為依托，發(fā)展實(shí)用型機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

人類的社會(huì)進(jìn)步一直伴隨對(duì)智能的開發(fā)，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也會(huì)隨著人類社會(huì)進(jìn)步的腳步進(jìn)行智能化發(fā)展。智能化的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)是與傳統(tǒng)機(jī)械制造自動(dòng)化最大的區(qū)別，也是工業(yè)一體化發(fā)展的主要方向。具體體現(xiàn)在控制論的基礎(chǔ)上運(yùn)用生理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、心理學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行人工智能模擬、自動(dòng)編程、人機(jī)接口和對(duì)話，在加工過程中對(duì)所涉及的問題進(jìn)行分析、判斷、決策，從而取代部分人類腦力勞動(dòng)，對(duì)人類的職能進(jìn)行收集，從而達(dá)到更高的控制目標(biāo)。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)向智能化層次的發(fā)展是未來機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢之一。我國的智能化機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)當(dāng)以企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展實(shí)際需要作為導(dǎo)向，采取與之相應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn)，只有將企業(yè)發(fā)展需求作為核心原則進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，才能將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生的利益最大化，從而取得高效地經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.3以新材料為支撐，進(jìn)行綠色化發(fā)展

隨著社會(huì)環(huán)境受到各方的關(guān)注，綠色化發(fā)展是工業(yè)改革的必經(jīng)之路。傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展需要耗費(fèi)大量的資源，依靠掠奪環(huán)境資源進(jìn)行自我發(fā)展，但地球上的能源有限，不能滿足人類持續(xù)發(fā)展的需求，因此，工業(yè)發(fā)展必須走綠色發(fā)展道路，從而改變高投入低收入的局面，必須高效利用有限的資源走可持續(xù)的綠色發(fā)展道路，是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展面臨和迫切需要解決的問題。我國的機(jī)械制造業(yè)給我國生態(tài)環(huán)境帶來了巨大影響，所以，必須保持生態(tài)環(huán)境與機(jī)械制造發(fā)展的平衡，才能走可持續(xù)發(fā)展道路。

3.4光機(jī)電一體化發(fā)展

篇2

裝配是產(chǎn)品生命周期的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的主要過程。寫作畢業(yè)論文裝配成本占產(chǎn)品制造成本40%～50%，裝配自動(dòng)化一直是制造自動(dòng)化中的瓶頸問題。裝配規(guī)劃是在給定產(chǎn)品與相關(guān)制造資源的完整描述前提下，得到產(chǎn)品詳細(xì)的裝配方案的過程，對(duì)指導(dǎo)產(chǎn)品可裝配性設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和降低裝配成本具有重要意義。產(chǎn)品的裝配規(guī)劃通常需要得到零部件的裝配序列、裝配路徑、使用的工裝夾具和裝配時(shí)間等內(nèi)容[1]~[3]。

較早的傳統(tǒng)裝配規(guī)劃采用人工方式，工藝人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文檔，通過分析產(chǎn)品裝配圖中零件的幾何形狀和位置關(guān)系，必要時(shí)再和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行討論，進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)者的真正意圖，利用自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)規(guī)劃出產(chǎn)品的裝配方案。這種方法工作量大、效率低，且難于保證裝配方案的經(jīng)濟(jì)性。

隨著計(jì)算機(jī)集成制造CIMS和并行工程CE技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，一方面對(duì)裝配相關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)提出了計(jì)算機(jī)化的要求，以提高和產(chǎn)品開發(fā)過程中其他環(huán)節(jié)的集成化程度。另一方面要求裝配方案的優(yōu)化以降低成本和縮短規(guī)劃時(shí)間以加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程。受“需求牽引”和“技術(shù)推動(dòng)”兩方面的影響，80年代初，出現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)輔助裝配規(guī)劃(ComputerAidedAssemblyPlanning，CAAP)技術(shù)的研究。到目前為止，CAAP經(jīng)歷了幾個(gè)不同的發(fā)展階段，出現(xiàn)了4種代表性的方法，按照出現(xiàn)的時(shí)間順序及方法的特點(diǎn)，筆者將其歸結(jié)為經(jīng)典裝配規(guī)劃方法、虛擬裝配規(guī)劃方法、裝配規(guī)劃軟計(jì)算方法和協(xié)同裝配規(guī)劃方法。

1經(jīng)典裝配規(guī)劃方法

早期CAAP的研究側(cè)重于裝配序列的規(guī)劃，以產(chǎn)品CAD裝配模型為基礎(chǔ)，寫作碩士論文一般采用幾何推理的方法，通過產(chǎn)品裝配建模、裝配序列推理和表達(dá)以及裝配序列評(píng)價(jià)和選擇為產(chǎn)品面向裝配的設(shè)計(jì)和裝配工藝規(guī)劃提供指導(dǎo)和支持，其過程通常如圖1所示。

1.1產(chǎn)品裝配建模

產(chǎn)品裝配模型是裝配規(guī)劃的基礎(chǔ)，為裝配規(guī)劃提供裝配體和零部件的相關(guān)信息。常用的裝配信息表達(dá)模型可分為圖模型和矩陣模型。法國學(xué)者Bourjauct提出了聯(lián)系圖模型[4]，將零件之間的物理接觸關(guān)系定義為聯(lián)系即裝配關(guān)系，圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)零件，邊表示所連接的零件間至少有一種裝配關(guān)系。關(guān)系模型[5]進(jìn)一步區(qū)分了零件之間的接觸關(guān)系和聯(lián)接關(guān)系，圖中包含3種實(shí)體類型：零件、接觸和聯(lián)接，邊表達(dá)了實(shí)體間的關(guān)系。產(chǎn)品等級(jí)裝配模型[6]將裝配體看成具有層次結(jié)構(gòu)性，即裝配體可以分解為子裝配體，子裝配體又可分解為下級(jí)子裝配體和零件的集合，以此表達(dá)產(chǎn)品的裝配組成。

矩陣比圖易于計(jì)算機(jī)表達(dá)和實(shí)現(xiàn)。Dini和Santochi[7]利用干涉矩陣、接觸矩陣和連接矩陣表達(dá)產(chǎn)品，干涉矩陣描述了零部件間沿坐標(biāo)軸方向裝配時(shí)相互間的干涉情況，接觸矩陣描述了零部件間的物理接觸狀態(tài)，連接矩陣描述了零部件間的連接類型。為減少矩陣的數(shù)量，Huang[8]等把6個(gè)干涉矩陣合并為一個(gè)拆卸矩陣，集成的表達(dá)零部件間沿坐標(biāo)軸方向的干涉情況。

1.2裝配序列推理和表達(dá)

基于聯(lián)系圖模型，Bourjauct采用人機(jī)交互“問答式”方法獲取裝配優(yōu)先約束關(guān)系[4]，寫作醫(yī)學(xué)論文隨后DeFazio和Whitney[9]，Baldwin[10]等人的工作進(jìn)一步較少了需要由用戶回答問題的數(shù)量，然后通過對(duì)裝配優(yōu)約束關(guān)系進(jìn)行推理得到聯(lián)絡(luò)建立優(yōu)先關(guān)系的層次模型表達(dá)產(chǎn)品的裝配序列。

“割集”法是基于拆卸策略的裝配規(guī)劃中通常采用的圖論算法。HomemdeMell和Sanderson[5]通過對(duì)產(chǎn)品聯(lián)接圖進(jìn)行縮并，利用“割集”算法對(duì)聯(lián)接圖進(jìn)行循環(huán)分解，生成所有可能的子裝配體，直到不可再分。并提出了裝配序列的AND/OR圖表達(dá)方法，圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)裝配過程中的子裝配體或零件，超弧表達(dá)將子裝配體或零件聯(lián)接在一起形成更大子裝配體的裝配操作。因?yàn)椤案罴彼惴ǖ挠?jì)算復(fù)雜性為O(3N)(N為零件個(gè)數(shù))，因此，對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品的裝配順序規(guī)劃存在指數(shù)爆炸問題，這是難以讓人接受的。

1.3裝配序列評(píng)價(jià)和選擇

裝配序列的選擇對(duì)裝配線設(shè)計(jì)、裝配成本、裝配設(shè)備選擇有很大影響，寫作職稱論文而評(píng)價(jià)是選擇的基礎(chǔ)。裝配序列的評(píng)價(jià)可分為定性和定量兩方面因素[11]~[13]，定性因素主要考慮的有裝配方向換向的頻度、子裝配體的穩(wěn)定性和安全性、裝配操作任務(wù)間的并行性、子裝配體的結(jié)合性和模塊性、緊固件的裝配、零件的聚合等。定量因素主要考慮的有整個(gè)裝配時(shí)間(包括子裝配體的操作時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間等)、整個(gè)裝配成本(包括勞動(dòng)成本、夾緊和加工成本)、產(chǎn)品在裝配中再定位的次數(shù)、夾具的數(shù)目、操作者的數(shù)目、機(jī)器人手爪的數(shù)目、工作臺(tái)的數(shù)目等。

更多的經(jīng)典裝配規(guī)劃方法研究文獻(xiàn)可以參見TexasA&M大學(xué)Wolter教授的“AssemblyPlanningBibliography”[14]，其中收集了自1980年起近15年經(jīng)典裝配規(guī)劃方法的相關(guān)研究。經(jīng)典方法一般表達(dá)出全部的序列解空間，這使它可能從中找出最優(yōu)的裝配序列，但隨著產(chǎn)品中零件數(shù)量的增加，解空間的組合爆炸給序列的存儲(chǔ)、選優(yōu)帶來極大困難；且序列的幾何推理方法不易融入人類的裝配知識(shí)，難免產(chǎn)生眾多幾何可行但工藝不可行的序列結(jié)果。

2虛擬裝配規(guī)劃方法

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為裝配規(guī)劃的“人－機(jī)”協(xié)同工作提供了契機(jī)。虛擬裝配是指由操作者通過數(shù)據(jù)手套和三維立體顯示設(shè)備直接三維操作虛擬零部件來模擬裝配/拆卸過程，無需產(chǎn)品或支撐過程的物理實(shí)現(xiàn)，通過分析、先驗(yàn)?zāi)Ｐ?、可視化和?shù)據(jù)表達(dá)等手段，利用計(jì)算機(jī)工具來安排或輔助與裝配有關(guān)的工程決策[15]。虛擬裝配過程中，人機(jī)可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，即人通過直覺/裝配經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)決定產(chǎn)品的裝配過程，但不能精確地判斷當(dāng)前所有可能裝配的零件，也不太可能準(zhǔn)確判定裝配某一零件后裝配體的穩(wěn)定性等因素，而通過一定算法和規(guī)則實(shí)現(xiàn)的機(jī)器智能剛好彌補(bǔ)人的不足。虛擬裝配方法得到的不僅僅是零件的順序，還可以包括零件路徑、裝配工具、夾具和工作臺(tái)等信息。圖2為虛擬裝配規(guī)劃的工作步驟。

國外虛擬裝配規(guī)劃的研究以沉浸式虛擬裝配環(huán)境VADE[16],[17](VirtualAssemblyDesignEnvironment)為代表，寫作英語論文通過建立一個(gè)裝配規(guī)劃和評(píng)價(jià)的虛擬環(huán)境來探索運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的潛在技術(shù)可能性，為機(jī)械系統(tǒng)裝配體的規(guī)劃、評(píng)價(jià)和驗(yàn)證提供支持。在虛擬環(huán)境中，利用提取并導(dǎo)入的CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的裝配約束信息引導(dǎo)裝配過程；通過引入了質(zhì)量、慣性和加速度等物理屬性，基于物理特性進(jìn)行裝配建模，逼真地模擬真實(shí)裝配環(huán)境；支持雙手的靈活裝配和操作；記錄虛擬裝配過程中產(chǎn)生的掃體積和路徑信息并可進(jìn)行編輯；建立了工具/零件/人相互作用模型，支持裝配工具在虛擬裝配環(huán)境中的運(yùn)用。

國內(nèi)管強(qiáng)等[18]將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與面向裝配設(shè)計(jì)的理論相結(jié)合，建立了一個(gè)虛擬環(huán)境下的面

向裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)（VirDFA）。萬華根等[19]建立了一個(gè)具有多通道界面的虛擬設(shè)計(jì)與虛擬裝配系統(tǒng)（VDVAS），通過直接三維操作和語音命令方便地對(duì)零件進(jìn)行交互拆裝以建立零件的裝配順序和裝配路徑等裝配信息。在面向過程與歷史的虛擬設(shè)計(jì)與裝配環(huán)境（VIRDAS）中，張樹有等[20]通過識(shí)別裝配關(guān)系進(jìn)行裝配運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)虛擬拆卸/裝配順序規(guī)劃、虛擬裝配分析。從集成的觀點(diǎn)出發(fā)，姚珺等[21]提出面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的虛擬裝配體系結(jié)構(gòu)，從方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配工藝設(shè)計(jì)3個(gè)層次上分階段地對(duì)產(chǎn)品可裝配性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。田豐等[22]提出一個(gè)面向虛擬裝配的三維交互平臺(tái)（VAT），簡化了虛擬裝配應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造，便于應(yīng)用的快速生成。

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境開展裝配規(guī)劃，提供了一種新的思路和工具。但是，虛擬環(huán)境的構(gòu)建需要較大資金的軟硬件投入，另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身（如圖形的高速刷新）及其相關(guān)硬件技術(shù)（如力觸覺設(shè)備）的不成熟使得虛擬裝配的研究仍處于探索階段。

3裝配規(guī)劃軟計(jì)算方法

1994年，Zadeh教授將模糊邏輯與智能技術(shù)結(jié)合起來，提出了軟計(jì)算方法（softcomputing）[23]。軟計(jì)算以模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和概率推理為基礎(chǔ)，不追求問題的精確解，以近似性和不確定性為主要特征，所得到的是精確或不精確問題的近似解。為避免組合爆炸同時(shí)又能得到較優(yōu)的裝配規(guī)劃方案，近來，基于建模、表達(dá)和尋優(yōu)一體化的裝配規(guī)劃軟計(jì)算方法得到廣泛關(guān)注。

3.1裝配規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人類形象思維的一種人工智能方法，它是由大量神經(jīng)元廣泛互連而成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，寫作留學(xué)生論文單一神經(jīng)元可以有許多輸入、輸出，神經(jīng)元之間的相互作用通過連接的權(quán)值體現(xiàn)，神經(jīng)元的輸出是其輸入的函數(shù)。若將優(yōu)化計(jì)算問題的目標(biāo)函數(shù)與網(wǎng)絡(luò)某種狀態(tài)函數(shù)(通常稱網(wǎng)絡(luò)能量函數(shù))對(duì)應(yīng)起來，網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)向能量函數(shù)極小值方向移動(dòng)的過程就可視作優(yōu)化問題的求解過程，穩(wěn)態(tài)點(diǎn)則是優(yōu)化問題的局部或全局最優(yōu)解。

Hong和Cho[24]用于機(jī)器人裝配順序優(yōu)化的Hopfiled神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，考慮裝配約束、子裝配體穩(wěn)定性和裝配方向改變等因素建立網(wǎng)絡(luò)的能量方程，基于優(yōu)先約束推理和專家系統(tǒng)提供的裝配成本驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化方程得到優(yōu)化的序列。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺乏全局搜索能力，計(jì)算結(jié)果顯示，該方法容易產(chǎn)生不優(yōu)化的裝配順序，且常常只能得到一個(gè)局部最優(yōu)的裝配序列。另外，參數(shù)選擇和初始條件對(duì)網(wǎng)絡(luò)的靈敏度影響大；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用前須進(jìn)行訓(xùn)練，而訓(xùn)練時(shí)要由專家提供較多可行的順序作為樣本。而樣本可能是針對(duì)某種類型的產(chǎn)品，對(duì)其它類型的產(chǎn)品則不一定適用，該方法的應(yīng)用范圍窄。

3.2裝配規(guī)劃模擬退火算法

模擬退火算法源于固體退火思想，將一個(gè)優(yōu)化問題比擬成一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，將目標(biāo)函數(shù)比擬為系統(tǒng)的能量，將優(yōu)化求解過程比擬成系統(tǒng)逐步降溫以達(dá)到最低能量狀態(tài)的退火過程，通過模擬固體的退火過程獲得優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解。

Saeid等[25]利用模擬退火算法進(jìn)行裝配序列規(guī)劃時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品裝配模型獲得裝配優(yōu)先關(guān)系，將裝配過程總裝配時(shí)間和重定向次數(shù)運(yùn)用多屬性應(yīng)用理論組合成單一目標(biāo)函數(shù)，作為裝配序列優(yōu)化的評(píng)價(jià)函數(shù)。Hong和Cho[26]將裝配約束和裝配過程的成本映射為裝配序列能量函數(shù)，利用模擬退火算法使裝配序列能量函數(shù)擾動(dòng)地逐步減小，經(jīng)過多次迭代，直到能量函數(shù)不再變化為止，最后得到具有最小裝配成本的裝配序列。作者將該方法應(yīng)用到一個(gè)電子繼電器裝配體上，并將其性能與利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[24]的裝配規(guī)劃方法進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示基于模擬退火的裝配序列優(yōu)化方法可以產(chǎn)生較好的裝配序列并且在運(yùn)算時(shí)間上優(yōu)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。

模擬退火算法具有較強(qiáng)的局部搜索能力，并能使搜索過程避免陷入局部最優(yōu)，但模擬退火算法對(duì)整個(gè)搜索空間的狀況了解不多，不能使搜索過程進(jìn)入最有希望的搜索區(qū)域，從而使得算法的運(yùn)算效率不高。

3.3裝配規(guī)劃遺傳算法

在眾多軟計(jì)算方法中，遺傳算法得到了眾多研究者的重視。寫作工作總結(jié)遺傳算法是模仿生物自然選擇和遺傳機(jī)制的隨機(jī)搜索算法，它將問題的可能解組成種群，將每一個(gè)可能的解看作種群的個(gè)體，從一組隨機(jī)給定的初始種群開始，持續(xù)在整個(gè)種群空間內(nèi)隨機(jī)搜索，按照一定的評(píng)估策略即適應(yīng)度函數(shù)對(duì)每一個(gè)體進(jìn)行評(píng)價(jià)，不斷通過復(fù)制、交叉、變異等遺傳算子的作用，使種群在適應(yīng)度函數(shù)的約束下不斷進(jìn)化，算法終止時(shí)得到最優(yōu)/次最優(yōu)的問題解。圖3為裝配規(guī)劃遺傳算法的一般流程。

裝配規(guī)劃遺傳算法的研究重點(diǎn)集中于設(shè)計(jì)裝配序列的基因編碼方式以包含更多的裝配過程信息、設(shè)計(jì)基因操作的形式和改進(jìn)遺傳算法的局部搜索能力上。Lazzerini等[27]的分段編碼遺傳算法中，將染色體分為3段編碼，第1段表示參與裝配的零件編號(hào)，第2段表示零件的可行裝配方向，第3段表示裝配工具，從而使染色體包含了部分工藝信息。為了提高算法的性能，文中將裝配體分解為子裝配體進(jìn)行裝配，減少了參加裝配序列規(guī)劃的零件數(shù)目；Guan等[28]采用基因團(tuán)編碼方式，一個(gè)基因團(tuán)表達(dá)一個(gè)零件的裝配操作，由被裝配零件號(hào)裝配元、裝配工具裝配元、裝配方向裝配元和裝配類型裝配元組成。在擴(kuò)大采樣空間選擇下一代種群的基礎(chǔ)上，通過交叉和多層次變異實(shí)現(xiàn)裝配序列并行優(yōu)化。廖小云和陳湘鳳[29]在裝配序列規(guī)劃遺傳算法中設(shè)計(jì)了復(fù)制、交叉、變異、剪貼和斷連5種遺傳算子尋找裝配序列優(yōu)化解。在Smith等[30]的增強(qiáng)型遺傳算法中，選擇下一代個(gè)體并不完全依靠適應(yīng)度，而是先把一定數(shù)量較優(yōu)的個(gè)體復(fù)制到下一代，將適應(yīng)度低但幾何可行的序列用于繼續(xù)產(chǎn)生序列，直到滿足下一代種群中序列個(gè)數(shù)的需求，從而使算法能跳出局部最優(yōu)點(diǎn)，在全局范圍內(nèi)搜索最優(yōu)解。

理論上，找到全局最優(yōu)裝配序列要求參加演化計(jì)算的種群規(guī)模要足夠大，迭代次數(shù)要無限

多，但在計(jì)算資源和時(shí)間限制下是達(dá)不到要求的。因此，遺傳算法求解裝配規(guī)劃問題的效率和結(jié)果依賴于初始種群規(guī)模及其質(zhì)量、遺傳算子及其操作概率等因素。

4協(xié)同裝配規(guī)劃方法

裝配體作為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的載體，零部件可能由不同的企業(yè)設(shè)計(jì)，零部件和產(chǎn)品可能在不同的裝配工廠完成裝配過程，因此需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作和決策以保證裝配質(zhì)量和降低裝配成本。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展縮短了異地人員在時(shí)間和空間上的距離，為實(shí)時(shí)的“人－機(jī)－人”協(xié)同裝配工作提供了可能。

Wisconsin-Madison大學(xué)[31]提出網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的電子化裝配（e-Assembly），探討在Internet/Intranet上利用3D模型進(jìn)行協(xié)同虛擬裝配和拆卸的方法論和工具，擬實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)包括3D交互可視化、協(xié)同裝配/拆卸/維護(hù)/回收等。目前已開發(fā)了Motive3D系統(tǒng)，利用Synthesizer模塊可以交互/自動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品的裝配建模和規(guī)劃，Visualizer模塊為用戶在Web平臺(tái)上提供裝配序列規(guī)劃結(jié)果的可視化仿真，但缺少交互修改、調(diào)整功能。在ATS項(xiàng)目[32]實(shí)施中，為了向異地的開發(fā)人員展示裝配設(shè)計(jì)和裝配規(guī)劃結(jié)果，嘗試?yán)肰RML作為可視化工具，一方面供設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)瀏覽零部件設(shè)計(jì)，另外將裝配模型用文本編輯軟件進(jìn)行編輯，生成裝配序列的VRML仿真文件，供異地的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)和提出修改意見。但手工編輯文件不但花費(fèi)的時(shí)間長達(dá)一周，而且每次設(shè)計(jì)修改后都必須重新編輯；同時(shí)，仿真文件僅具有瀏覽功能，不能進(jìn)行交互修改。

Web環(huán)境下的協(xié)同裝配規(guī)劃方法[33]采用協(xié)同工作環(huán)境下的裝配建模、裝配規(guī)劃任務(wù)分配和裝配序列合成等技術(shù)，通過對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品裝配規(guī)劃問題的分解，即降低了單機(jī)規(guī)劃工作模式的復(fù)雜度，又便于集中不同地域多專家的裝配知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行裝配規(guī)劃方案的協(xié)同決策。面向協(xié)同廣義裝配[34]通過確定裝配子任務(wù)編碼方法、裝配人員評(píng)價(jià)指數(shù)和制定協(xié)同裝配協(xié)議，以VRML為產(chǎn)品模型載體實(shí)現(xiàn)協(xié)同裝配系統(tǒng)。在裝配知識(shí)和規(guī)則的支撐下，支持局域網(wǎng)內(nèi)多用戶實(shí)施產(chǎn)品預(yù)裝配、驗(yàn)證零部件可裝配性，相關(guān)的裝配人員能夠協(xié)同討論裝配方案。Web環(huán)境下3D交互裝配可視化仿真結(jié)構(gòu)是一個(gè)符合開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化裝配系統(tǒng)[35]，它基于VRML-Java實(shí)現(xiàn)裝配場景的動(dòng)態(tài)生成、裝配控制、碰撞檢測以及裝配過程的動(dòng)畫回放等功能，目前完成了基于“堆疊”思路的裝配驗(yàn)證方式。但該系統(tǒng)屬于單用戶系統(tǒng)，不能支持多用戶的實(shí)時(shí)協(xié)同裝配工作。

5結(jié)論與展望

CAAP的研究在理論上取得了一定的成果，在工業(yè)界也得到了一定的應(yīng)用，但相對(duì)而言還很少，這說明該技術(shù)距離工業(yè)實(shí)用還存在較大差距。裝配規(guī)劃是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)密集型的工作，同時(shí)又與具體行業(yè)和產(chǎn)品有緊密的關(guān)系。經(jīng)典裝配規(guī)劃方法的精確推理在保證序列的幾何可行性方面具有優(yōu)勢，而軟計(jì)算技術(shù)能夠?qū)⑷说哪：R(shí)融入規(guī)劃過程中，使得結(jié)果具有更好的工藝可行性，兩者的適當(dāng)結(jié)合將有利于模仿人類裝配專家的實(shí)際裝配規(guī)劃過程，從而得到合理的裝配方案。

跨地域、跨國家的網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造新模式的形成使產(chǎn)品裝配成為一個(gè)需要協(xié)同工作和決策的問題。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，建立基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同裝配決策平臺(tái)和虛擬環(huán)境，支持異地多人員協(xié)同裝配方案決策將是新形勢下裝配規(guī)劃研究的新趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇強(qiáng),林志航.計(jì)算機(jī)輔助裝配順序規(guī)劃研究綜述[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1999,18(6):1006~1012.

[2]石淼,唐朔飛,李明樹.裝配序列規(guī)劃研究綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,1994,31(6):30~34.