基于推理的有向图拓扑排序装配顺序规划及优化研究.pdfVIP

第38卷第12期 机械工 程 学 报 Vol38No．12 200 2002年12月 CHrNESE Dec 2 基于推理的有向图拓扑排序装配顺序 规划及优化研究+ 顾寄南 f江苏大学机械工程学院镇江212013) 张林蝗 肖田元 张国胜 (清华大学) (北京艾克斯特公司) 摘要：装配顺序规划是虚拟装配中的重要研究内容。在阐述有向图拓扑排序技术原理的基础上．研究了基于推理 的将有向图拓扑排序技术应用到产品装配顺序规划中的方法，探讨了应用可堤配性评价技术得出最优装配顺序的 途径。依据这些理论和算法在MDT平台上开发了个箱体类产品的装配顺序自动规划系统，并以一个齿轮减速 器为侧进行了验证。 关键词：装配顺序规划推理有向图拓扑排序优化 中图分类号：TP205 时，按照不同的配合寻找装配元件，可以得到不同 0前言 的装配顺序。利用产品装配的这种特点，采用有向 图的拓扑排序技术来生成产品的可行装配顺序，并 随着装配技术的发展，装配工艺规划的研究越 探讨了应用可装配性评价技术得出最优装配顺序的 途径。 来越受到人们的重视，其中装配顺序规划(ASP)是 核心的研究内容¨1。计算机辅助装配顺序规划的必 要性主要体现在㈦：①产品的装配顺序直接影响产 1有向图拓扑排序技术原理 品装配的效率，故需要较好的方法来生成可行的装 配顺序及最优的装配方案来。②凭经验和人工确定 人们往往把生产过程、流程等都当成一个工 装配顺序易出错且费时间，因此实现装配顺序的自 程，一般都把工程分为若干个叫做“活动”的子工 动规划对十减少规划时间和成本具有重要作用。③ 程。可以用有向图表示一个工程，有向图的各结点 装配顺序规划在DFA中作用重大，也是并行设计 代表任务或活动，而边表示任务之间的优先关系， 过程的一个重要组成部分。 Oi1 这种有向图称为AOV(Activityvertices)网络【3】。 目前的研究方法大多数是在～种针对特定需求 设G为任意一个AOV网络，对于任意的v∈V(G1， 的装配信息模型的基础上，依据某些推理规则，推 理出几何上可行的装配顺序。由于装配模型信息不 元集，即所有先于结点v且与v之间存在有向路径 完备，推理出的装配顺序并不一定具有实际意义， 的结点均是v的前驱结点。特殊情况下，当且仅当 需要工艺分析人员对推理出的成千上万条几何上可 结点v和结点“是一条边(“，v)的两个端点时，称v 行装配顺序进行繁琐的工艺性分析及寻优工作，最 为“的直接后继结点。如图1所示，v，是¨、v，、 终才能得到工艺性较好的装配顺序。为此，可以从 u的直接前驱，而v：、v3、v。是vl的直接后继。显 产品装配的特点出发来分析，即每一次的装配过程 然，AOV网络中不能出现有向环，如果出现就 实际t是把产品中的两部分联接起来，选择将要装 配的零件或子装配体(子装配体可以是部装配体、 组装配体等)的主要根据是从“已装配体”上的尚 未完成装配的配合出发寻找要装配的零件或子装配 体