计算机辅助机械产品概念设计技术探讨

提出一个支持机械产品“需求分析 概念设计 详细设计”全设计过程的计算机辅助集成设计工具的框架 ,介绍产品设计过程模型 ,面向全生命周期基于广义特征技术的产品信息建模方法、概念设计方法以及设计过程各阶段的集成技术。     

机械产品集成化定制设计与研究

将WEB技术，知识工程技术，数据库技术和CAD技术结合起来，以电梯设计为例集成建立了一个机械产品集成化快速定制设计系统。该系统以工程数据库技术为基础，集成PDM、ERP等系统，采用WEB技术使得用户可以通过Internet远程个性化定制产品，采用知识工程技术对产品设计知识进行有效管理和重用，结合产品族建模技术和CAD系统基于装配的特征建模技术，参数化设计技术建立系列化的产品族实例库，实现远程智能化快速定制设计。     

工程设计KBE系统(Ⅰ):概述

计算机辅助设计软件主要集中在辅助绘图功能 ,缺乏协助工程师提高设计效率的能力。本文提出了一种新的工程设计 KBE系统概念 ,并对其关键技术 (知识系统 ,知识获取 ,产品建模和分析技术 )进行了详细的论述。 KBE系统具有以下优势 :基于 AI技术建立与应用有关的设计环境 ;集成知识获取 (即数据挖掘 )的方法 ,使系统能够动态地建立各种领域知识。通过对注塑模模架设计过程的分析 ,给出了模架设计 KBE系统的数据流图和基本框架 ,使该系统在实际应用中能够有效地提高设计效率     

基于UML的计算机辅助选择装配系统分析与建模

为了解决制约计算机辅助选择装配技术发展的建模问题,提出了一种基于统一建模语言(UML)的计算机辅助选择装配系统的分析与建模方法.通过使用UML完成计算机辅助选择装配系统的用例建模、静态建模和动态建模,使系统分析与设计更加文档化、可视化和标准化,为软件开发奠定了良好的基础.     

Rapid one-of-a-kind production

To shorten the product development cycle time and reduce the cost at the same time, which is very critical for the survival of those small and mid-sized one-of-a-kind production (SMOKP) companies, various computer communication, simulation and computer aided engineering and management techniques have been widely used in these SMOKP companies. However, according to our study, the applications of these advanced computer technologies in these SMOKP companies are lack of system integration and synergy, which result in communication errors, reworks, duplications and hence a longer product development lead time and a higher cost. To solve this problem, an inter/intranet based computer aided rapid product development system is presented in this paper. This system consists of a number of inter/intranet based computer models or subsystems for supporting rapid development of a one-of-a-kind product. It also employs a novel concurrent product development strategy called “prototype based incremental product development strategy” and an integrated product data structure called “product production structure”. Some industrial implementations of the proposed system, product development strategy and product data structure are also reported in the paper.     

Rapid one-of-a-kind production

To shorten the product development cycle time and reduce the cost at the same time, which is very critical for the survival of those small and mid-sized one-of-a-kind production (SMOKP) companies, various computer communication, simulation and computer aided engineering and management techniques have been widely used in these SMOKP companies. However, according to our study, the applications of these advanced computer technologies in these SMOKP companies are lack of system integration and synergy, which result in communication errors, reworks, duplications and hence a longer product development lead time and a higher cost. To solve this problem, an inter/intranet based computer aided rapid product development system is presented in this paper. This system consists of a number of inter/intranet based computer models or sub-systems for supporting rapid development of a one-of-a-kind product. It also employs a novel concurrent product development strategy called “prototype based incremental product development strategy” and an integrated product data structure called “product production structure”. Some industrial implementations of the proposed system, product development strategy and product data structure are also reported in the paper.     

Development of a Remote Collaborative Forging Engineering System

The ever-growing demand for high-quality products with lower cost and shorter time-to-market is a challenge in today’s global market. This paper presents a methodology for merging the new technologies of networking and multimedia, with a conventional forging system to form a remote collaborative forging engineering system. The activities of conventional forging engineering design and manufacturing processes planning were analysed and a structural model is proposed for forging enterprises to investigate and improve their engineering activities. The synergy of networking and multimedia technologies is adopted in communicating and coordinating the activities of the engineers of a multinational enterprise dispersed in different locations, using computer supported cooperative work. For the next generation forging engineering environments, the concept of a remote collaborative forging engineering system provides a new approach and strategy to enhance their competitive advantages; and it also provides a fast, economical and experience-sharing method for the enterprises. An industrial example is used to illustrate the proposed system.     

基于知识的产品协同设计关键技术研究

CAD技术正向着开放、智能、分布和支持多用户协同设计方向发展。从产品生命周期的视角，讨论了基于封装的知识驱动协同设计系统的构建方法及其实现框架：详细研究了在基于知识的工程环境下实现知识驱动协同设计的关键技术。建立了知识驱动产品协同开发系统：断路器应用实例表明，知识驱动产品协同开发方法及其原型系统，能够有效地利用企业已有的知识资源，创造有竞争力的产品。     

截面点云重构曲面的曲率可视化分析

在实物零件数字化过程中,截面点云是比较常见的一种表现形式。由截面点云拟合截面曲线,进而得到零件曲面在实践中有着广泛的应用。曲面的曲率反映了曲面的几何属性,也是进行质量评估以及产品设计的关键技术之一。通过计算机图形显示技术,对拟合后的曲面进行曲率可视化分析,不仅可以直观地评价曲面的光顺情况,也可显著地提高工作效率,为工作人员提供了一种可视化手段。以叶片为研究对象,实验表明：曲率彩色云图能使用户方便地了解整体及局部的曲率分布信息,便于用户进行计算机辅助设计、改善曲面的设计质量等。     

基于创新的机械产品快速响应设计/制造的关键技术及其应用研究

针对机械产品，首先介绍新产品开发中计算机辅助创新技术；而后阐述针对用户需求的快速响应关键技术，包括计算机辅助模块化技术，基于FEM的变量化结构快速优化技术，基于知识工程（KBE）的特定产品快速开发系统构建，基于CAX的快速设计／制造系统的集成，以及特定机械产品快速设计／制造软件系统的开发工具研究。最后以实例来介绍此技术的应用状况，以此来阐述产品快速设计／制造技术开发的可行性、必要性及其模式。     

基于特征的协同产品建模

产品模型是产品设计、制造的基础,存在于产品的全生命周期中。协同、并行的产品设计与制造需要与之相适应的建模系统。本文在总结了目前流行的一些产品建模系统后,提出一种适应于协同设计的建模方法;引入形状特征的概念,完成产品的形状特征建模;采用特征转换和映射工具将产品的形状特征模型转换为工程特征模型并映射到不同领域的应用中,以实现产品的协同设计与制造。     

Concurrent Engineering based collaborative design Under network environment

Concurrent Engineering (CE) is a popular method employed in product development. It treats the whole product design process by the consideration of product quality, cost, rate of progress, and demands of customers. The development of computer and network technologies provides a strong support to the realization of CE in practice. Aiming at the characteristics of CE and network collaborative design, this paper built network collaborative design system frame. Through the analysis of the network collaborative design modes based on CE, this paper provided a novel network collaborative design integration model. This model can integrate the product design information, design process, and knowledge. Intelligent collaboration was considered in the proposed model. The study showed that the proposed model considered main factors such as information, knowledge, and design process in collaborative design. It has potential application in CE fields.     

并行工程产品开发过程的广义模型

并行工程与传统开发方式的本质区别在于它把计算机辅助的产品开发过程当作一个集成的，并行的过程，本文以多面向广义建模方法学的思想，提出了建立并行工程产品开发过程的途径，着重讨论了其广义模型的各个侧面视图的联系。     

基于计算几何的曲面造型方法研究

以Pro/Engineer和UGNX为代表的计算机辅助设计和辅助制造软件,在制造行业已经成为产品设计和产品制造工程师的重要工具。这些CAD/CAM软件都必须能够胜任曲面造型的功能,它是产品三维设计的必然前提,因此曲面造型成为计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项研究重要内容,而计算几何正是对曲面造型进行研究的数学方法。通过对曲面造型和计算几何的相关概念的介绍,详细阐述了基于计算几何方法建立曲面参数曲线的各种数学建模过程。这些数学建模方法能为各种CAD/CAM系统实现曲面功能提供理论指导。     

工业4.0下雷达产品研制数字化应用分析

大型相控阵雷达装备的研发是一个复杂的系统工程,随着电子装备性能要求的日益增加以及更新换代的不断加快,传统的研发模式已经无法满足市场需求,需结合先进的设计方法和信息化技术进行数字化研发模式变革。文中结合雷达电子装备的研制特点,研究了基于模型的企业(Model-based Enterprise, MBE)、基于模型的系统工程(Model-based System Engineering, MBSE)的数字化样机协同研发、产品数字化维护与健康管理、智能车间等关键技术,并基于工业 4.0 的体系框架提出了产品研发创新和产品生产技术优化两个维度的应用设想,对复杂电子装备的智能化和定制化研发具有重要参考意义。     

仿真和虚拟设计技术

计算机仿真技术(CAE)是以计算机为工具，对工程过程进行建模、数值模拟、结果显示与处理。近年来不断涌现和迅速发展的高新技术，需要建立一个比现有计算机系统更为真实方便的输入输出系统，即计算机虚拟现实系统(VRS)，在这个系统中从事设计的技术即称为虚拟设计技术(VD)。本文分别就当前对此技术的需求、发展趋势、发展前沿分析、发展特点和发展前沿内容等问题进行了论述。     

并行工程技术在机床制造业的应用

并行工程是一种系统化的工作模式,与现代计算机技术的有机结合是并行工程理论与应用的发展趋势,它强调产品全生命周期各个相关阶段的集成开发与优化.论述了并行工程及其关键技术、实施方法等,介绍了并行工程技术在机床制造业中的应用.     

基于基因工程的成本建模方法的研究

当前产品设计领域中 ,如何有效组织和处理建模过程中复杂信息的传递和转化是成本建模研究的关键问题。论文研究了成本全信息模型 ,分析了成本模型的基因表达 ,提出了基于基因工程原理的信息传递和转化表达方法 ,在成本建模过程中实现了建模技术智能化 ,开发了相应的软件并在工程应用中得到验证 ,实现了建模过程的高效性、可靠性和通用性 ,为设计师提供一个强有力的成本决策支持工具。     

虚拟现实在工程设计的可视化应用研究

利用工程分析软件模拟的结果数据与可视化开发包AVS/Express,结合数据手套和位置跟踪器在AVS平台上实现了工程分析数据的交互式可视化。将工程分析数据和真实感模型结合起来,且利用虚拟现实技术提供给用户交互式的可视化环境。交互式可视化能够准确直观地展示工程结构的应力和应变分布情况,为产品结构优化设计提供依据,并且可以实现交互式操作,使可视化具有"沉浸感",从而大大提高工程设计的质量,提供了一种新的工程分析数据可视化实现模式。     

面向产品族的桥式起重机设计技术的研究与应用

为对桥式起重机进行高效、准确的自动化设计,提出了面向产品族的桥式起重机参数化设计方法.研究了面向产品族的模块化、参数化设计的理论方法和关键技术,利用计算机集成产品工程(CIPE)的思想及全息建模的方法建立桥架主模型,添加相应的程序代码,开发了其参数化设计系统.该技术已经在太原某有限公司得到了有效的应用.