绿色机电产品集成化开发系统建模技术与应用研究

绿色产品集成化开发是面向产品生命周期，在开发过程中引入资源和环境意识，在开发系统中集成绿色设计技术、方法和工具，用于获得功能、质量、成本、环境等性能综合最优的绿色产品的过程和方法，因此在资源短缺和环境破坏日益加剧的今天，已成为实现资源合理利用和可持续发展战略目标的重要技术手段之一。 本文在综合国内外相关研究的基础上，对绿色机电产品集成化开发的基础理论与技术方法进行了研究，着重就系统体系结构、建模，以及报废回收设计的产品应用模型和使能工具等进行深入的探讨。主要研究工作包括以下方面： (1) 提出了绿色产品集成化开发系统体系结构。在对现有产品开发系统体系结构比较分析基础上，提出了基于统一产品模型的绿色产品集成化开发的系统结构，并就系统软件开发策略等关键技术问题进行了研究。 (2) 建立了绿色产品集成化开发系统模型。论文在分析传统产品和绿色产品间的差异性和关联性的基础上，建立了绿色产品集成化开发系统的功能模型、信息模型和过程模型。针对绿色、集成和并行的产品开发特点，论文还对产品开发中的信息协调、过程冲突等关键技术问题展开讨论，提出了相应的信息协调和冲突解决方法。 (3) 建立了回收应用模型。借鉴装配模型建立方法，针对回收设计工具的特点，论文提出了面向对象的层次网络图回收应用模型，该模型通过信息映射机制，从产品集成模型中提取、变换几何、装配等信息，并按最适合于回收设计工具使用的方式组织，为DFD等工具的应用提供了信息存取机制。论文主要讨论了模型信息组织结构，并就模型的定义、实现方法和策略进行了研究。 (4) 实现了由集成模型到回收应用模型的信息映射。论文基于前面的系统建模研究，对产品集成信息模型中的主模型和回收应用模型所包含信息进行了数学描述；建立了由主模型到回收应用模型信息映射数学模型，该数学模型将整个变换过程分解成几个基本的映射函数，从而实现了对信息映射机制准确、详细的描述；论文最后还对信息映射机制的主要组成函数的算法和软件实现进行了讨论。 (5) 提出了完整的绿色产品可拆卸性设计方法。论文基于前面的系统建模研究，以具有强的实际应用和软件开发能力为目标，论文提出了一套完整的可拆卸性设计方法，包括基于工程语义的拆卸顺序规划、基于装配约束的方向推理和基于实验数据的可拆卸性评价算法，以及基于图表反馈的可拆卸性再设计方法。 (6) 开发了绿色产品集成化开发系统软件。论文按集成化开发思想，基于UG平台二次开发了绿色产品集成化开发系统软件；并就系统结构、软件开发中的关键技术作了着重讨论；最后还以空调器为例，对该软件、以及论文所提出的理论和方法进行了应用验证。