产品设计过程降低成本的多智能体模型研究.pdf

第40卷第1期 机械工程学报 vol40 No1 2004年1月 JaIl 2004 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING 产品设计过程降低成本的多智能体模型研究+ 潘双夏姜少飞冯培恩 (浙江大学cADcG国家重点实验室杭州 3100271 摘要：针对设计过程降低产品成本涉及知识领域广、知识表达难于统一的缺陷，提出基于多智能体结构的降低 成本系统的框架，研究了各子智能体的构成、工作原理及各智能体的知识类型，探讨了各相应智能体之间的冲 突消解与协同机制，以实例说明了方法的有效性。 关键词：降低成本多智能体协同冲突消解 中图分类号：THl66 将这些策略应用到与成本相关的产品生命周期阶段 0前言 中，指导、约束设计进程的进行，对设计方案做出 修正。比如要降低材料成本，就要从降低材料成本 时间、质量和成本已成为公认的决定一个产品 的知识库中寻找可行解，一般有降低材料用量或改 成败的核心因素【11。产品成本研究的开展已有半个 变材料类别两种方法，降低材料用量可以以重量最 世纪的历史，降低成本是产品成本研究的焦点，但 小为目标进行优化设计的方法实现，也可以通过改 在成本估算与建模方法目趋成熟的今天，降低成本 变零部件现有的设计结构的方法实现。在考虑这些 研究却成为成本研究的瓶颈，至今未取得实质性进 途径的时候还要注意设计约束必须被保证，既要减 展吼 少材料用量又要满足强度刚度要求。因此，降低成 降低产品成本的研究开展最普遍的是DFcⅢ1本是与产品设计各阶段各过程紧密联系的复杂任 fbr (DesigIlcost)和DTcqDesi趴tocost)，通过分务，实现的难点有：①知识种类繁杂且可能分属多 析产品在设计、制造、使用、维修和回收等生命周 个领域，很难找到一种统一的知识表达方式。②覆 期各个环节的成本组成情况，修改设计方案或优化 盖了产品生命周期的全过程，涉及信息量大，难以 加工、装配等过程从而达到降低成本的目的。目前 全面建立产品的成本模型。③必须解决降低成本的 的国内外有关DFc和DTc的研究还处于概念模型不同途径之间的协同和冲突问题。 阶段，而且这种全局控制思路不能满足设计师在设 计过程中动态寻求针对当前设计状态的降低成本的 2基于多智能体的降低成本系统框架 可能途径的需求，采用专家系统又无法将复杂的多 领域知识统一表达出来。鉴于此，提出了基于多智 2．1多智能体框架 能体的降低成本系统框架用以支持在产品设计阶段 鉴于设计阶段降低产品成本任务的复杂性，构 辅助设计师做出降低成本的决策。 造传统的专家系统存在诸多困难。提出一种基于多 based 1 降低成本任务描述 cost 子任务，每个子任务作为一个独立的智能体，如图 一个产品的总成本可粗略分为材料成本f包括 1所示。 单件材料成本和公共材料成本)、制造成本(包括单 图1的虚线框内部为多智能体结构的降低成本