大型三维几何模型在分布式协同设计中实时传输的关键技术

针对网络环境和分布式协同设计的实时性要求，在充分对比CAD模型和三角网格模型特性的基础上，提出了基于三角网格模型进行分布式协同设计，并讨论大型网格模型实时传输的关键技术，以有效的多分辨率模型为基础，在客户机／服务器环境下通过增量传输、选精化和特征映射，实现客户端驱动的产品3D模型的远程实时动态观察和特征参数的在线讨论与修改，系统可跨平台支持多个异地设计节点协同。     

协同特征造型系统中细胞元模型动态分割和增量编辑*

针对基于瘦客户端结构的协同特征造型系统需要在服务器和客户端之间持续地传输庞大的数据模型,网络代价很高,提出一种基于细胞元模型的增量编辑方法。在服务器端对细胞元模型进行动态分割,识别并提取出一个很小变化的细胞元模型(CCM),然后传输到客户端并嵌入到编辑前的细胞元模型中。由于客户端向服务器发送的是造型指令和参数,而服务器反馈回客户端的是一个很小的变化的细胞元模型,从而降低了网络负荷,提高了更新效率。     

以网络为中心的协同特征造型

在网络化同步协同设计环境中,如何实现CAD系统之间的实时数据交换和模型同步,成为协同几何造型的关键问题。文中提出了一种新的复制式协同特征造型方法,该方法将现有的特征造型技术与分布计算、网络通信技术相结合,通过简单的造型消息交换来实现增量式协同造型,可以较好地满足几何模型实时同步的需要,而且也部分地解决了异构CAD软件之间的数据交换问题;并详细地介绍了协同造型通信协议、对象引用机制、以及分布式协同造型系统。     

面向个性化网站的增量协同过滤推荐方法

为了解决个性化网站中很少考虑用户检索意图，检索效果较差的问题，提出了一种有效的增量协同过滤推荐方法。该增量协同过滤推荐模型改进了最流行的推荐算法之一的协同过滤算法，并应用到个性化网站中。通过分析Web日志提取用户的浏览行为，将其归一化为用户对项目的评分值，并利用改进的相似度计算方法得到用户之间的相似度值，从中选择能够表现用户偏好的最近邻集合进行评分预测后对结果排序，将排序后的结果作为推荐列表返回给用户。最后设计增量更新算法实时有效地更新用户的历史偏好数据。实验表明，增量协同过滤推荐模型适用于个性化网站，利用该方法可以使推荐结果更加符合用户意图。     

基于矩阵映射的拜占庭鲁棒联邦学习算法

联邦学习(federated learning)由于参数服务器端只收集客户端模型而不接触客户端本地数据,从而更好地保护数据隐私然而其基础聚合算法FedAvg容易受到拜占庭客户端攻击.针对此问题,很多研究提出了不同聚合算法,但这些聚合算法存在防守能力不足、模型假设不贴合实际等问题.因此,提出一种新型的拜占庭鲁棒聚合算法.与现有聚合算法不同,该算法侧重于检测Softmax层的概率分布具体地,参数服务器在收集客户端模型之后,通过构造的矩阵去映射模型的更新部分来获取此模型的Softmax层概率分布,排除分布异常的客户端模型.实验结果表明:在不降低FedAvg精度的前提下,在阻碍收敛攻击中,将拜占庭容忍率从40％提高到45％,在后门攻击中实现对边缘后门攻击的防守.此外,根据目前最先进的自适应攻击框架,设计出专门针对该聚合算法的自适应攻击,并进行了实验评估,实验结果显示,该聚合算法可以防御至少30％的拜占庭客户端.     

基于遗传-蚁群算法的CAD产品快速建模

为提高CAD造型的设计效率,提出一种基于遗传-蚁群算法的CAD产品快速建模方法,该方法采用遗传算法求得次优解,依据求得的次优解对蚁群算法进行初始信息素分布,在次优解中进一步寻优,最终搜索到产品造型设计的最优解。遗传算法和蚁群算法的有效结合,使算法具有较好的全局收敛效率和求解精度。实验结果表明,该算法搜索出来的造型包含造型的细节特征,更加满足用户的个性化需要。     

三维CAD模型中自由曲线曲面无损压缩算法

针对协同设计环境下三维CAD模型网络传输慢等技术瓶颈,提出了一种针对精确CAD模型中自由曲线曲面的无损编码压缩算法.该算法采用最佳线性预测,并结合IEEE标准单精度浮点型数据的表达特点,引入了尾数差值编码算法,对曲线曲面的控制点信息进行了预测编码无损压缩,避免了现有多边形网格逼近编码压缩算法造成的精度损失和特征信息丢失.实验结果表明:该算法具有良好的压缩效果.     

基于拓扑逼近的CAD模型局部结构检索

为了从大量CAD模型中检索出具有指定局部结构的模型,提出一种基于拓扑逼近的检索方法.根据建立的CAD模型上边界面的几何与拓扑信息表达模型,提出一种统一度量方法来计算检索对象与检索条件中不同类型边界面之间的相似度;利用基于广度优先搜索的图生成树算法得到检索对象与检索条件之间的初始边界匹配方案;提出拓扑逼近算法,并将初始边界匹配方案作为其输入条件搜索最佳边界匹配方案;在最佳边界匹配方案基础上计算检索对象与检索条件之间满足绝对误差限的相似度,实现CAD模型的局部结构检索.根据文中方法在UG平台上开发了CAD模型局部结构检索系统.实验结果表明,该方法能够有效地实现CAD模型局部结构检索,具有较好的精度和较高的效率.     

采用Logistic混沌系统的三维流程工厂模型数字水印算法

针对已有水印算法在精确保持CAD模型几何和拓扑信息能力方面的不足,基于改进的Logistic混沌系统,提出一种面向流程工厂参数化实体模型的鲁棒性盲水印算法.该算法利用模型的拓扑表示选择对偶点为嵌入载体;利用改进的Logistic混沌映射对对偶点进行分组,通过修改对偶点的大小对同一分组重复嵌入相同信息;利用对偶点对中对偶...     

基于过渡特征识别及过滤的三维CAD模型检索

为解决过渡特征对基于图匹配的三维CAD模型检索算法的效果和效率影响问题,提出一种三维CAD模型检索中过渡特征的识别及过滤算法.首先利用基于规则判断的方法识别出B-Rep模型中存在的过渡特征;然后根据识别结果对CAD模型的属性邻接图进行重构,以消除因过渡特征的存在对模型几何及拓扑信息造成的影响;最后利用重构的属性邻接图、通过子图同构方法实现基于过渡特征过滤的三维CAD模型检索.实验结果表明,该算法能够有效地实现对多种过渡特征类型的过滤,检索结果更符合实际工程需求.     

Feature-based design in a distributed and collaborative environment

In this paper, a client/server framework has been developed to enable a dispersed team to accomplish a feature-based design task collaboratively. A manipulation client+modelling server infrastructure has been proposed to facilitate consistent primary information modelling for multiple users and adaptability of the system. Based on feature-to-feature relationships, a distributed feature manipulation mechanism has been proposed to filter the varied information of a working part during a co-design activity to avoid unnecessary re-transferring of the complete large-size CAD files each time when any interactive operation is imposed on the model by a client. In the distributed environment, a design task and the engaged clients are organised and connected through working sessions generated and maintained dynamically with a collaborative server. The environment is open to downstream manufacturing analysis modules to achieve distributed concurrent engineering.     

一元化特征建模技术研究

特征建模是实现ＣＡＤ／ＣＡＭ以及并行工程中信息集成的键。一元化征建模技术融特征设计和特征识别两者一体，设计阶段的初始设计特征进入应用领域后，经过特征识别器表成领域专用特征。     

Product design logic for an intelligent product modelling system

Recent research in CAD systems has been conducted to realize intelligent processing. Several CAD systems and product modelling systems have been developed using AI techniques. However, in order to develop more intelligent CAD systems, the design logic which connects the functional requirement to the geometric and the technological information of the designed product must be evaluated.

A product model used in such intelligent CAD systems has to include not only the geometric and the technological information of the product but also the designer's thought process which explains the design logic.

Design logic is generally divided into two parts. One is the generalized design logic which is commonly used in the conceptual design of mechanical products. The other is the product specified design logic which is used in the fundamental and detailed design phase. Different logic is applied to each product. This type of design logic is often used in modification design and compilation design, where the dimensions of parts have to be modified according to different functional requirements. When the dimensions and accuracies of the products are defined in connection with the functional requirements through design logic, the CAD system can automatically make decisions according to the given requirements. In this paper, suitable presentation formats and processing functions for these two types of design logic are discussed.

The importance of design logic in product modelling is proven through several case studies in this paper. As a conclusion, the intelligent product modelling system is developed, which should expedite the progress of design automation in the near future. In conceptual design, the design logic is processed in the modelling system and the product structure, with the technological information decided automatically from the functional requirement. Automation in the detailed design phase is also facilitated by the modelling system using the product specified design logic in the product model.     

分布式资源环境下的UG参数化模型重构

分布式资源环境下,不同的设计主体之间需要基于同一主模型进行合作设计。利用模型参数化的特征,基于主模型的思想,使用VC基于UG二次开发原理开发了客户机/服务器应用程序,实现了客户端向服务器发送所需要的参数来获得模型的实时更新信息,通过改变信息的流向控制了模型的读写权限。通过该方法可以对任意参数化模型进行修改而无需使用者学习该建模软件,可以帮助企业提高工作效率和节约资金。     

基于XML和Automation APIs的CAD模型集成与交换研究

异构数据源(例如不同CAD系统之间)的交换和共享是虚拟产品开发中信息集成的核心。一般是采用基于设计历史参数化建模方法进行模型交换,但特征和几何信息的交换导致了转换器规模变大;另外转换器采用过程模型作为中性文件,需要几何建模内核生成内部显式模型。为了解决该问题,提出了一种称之为MidCAD的共享集成平台,该平台将转换器和中性文件分开,这样商业CAD系统的转换器只和MidCAD进行交互。采用Microsoft开发的Automation APIs实现MidCAD的交互通信。转换器利用MidCAD的Automation APIs将源CAD模型转换为XML宏文件,或将XML宏文件转换为目标CAD系统的模型。对MidCAD集成平台进行了验证。     

支持基于Web的信息发布系统开发辅助模型

随着网络技术的发展，基于Web的信息发布系统迅速增加。传统开发模式中由于客户需求变化快而引起重复开发次数多，导致系统开发成本高，无法保证开发质量。针对这一问题，设计并开发了信息发布系统开发辅助模型。通过将信息发布系统功能分类开发出系统公用辅助程序，实现将系统大多数程序代码由辅助程序完成，减少了开发人员的重复工作。该模型实现了软件代码复用和系统开发的灵活定制。     

支持信息发布系统的客户需求管理模型

设计并开发了客户需求管理模型。将客户需求信息化，客观、真实地表达客户需求，自动实现信息发布和生成开发文档。该模型实现了客户需求分析和实现的灵活定制及软件复用，以需求为基准的系统设计和开发，减少了系统的重复开发工作。     

The evaluation of access costs in object databases

Unfortunately, there is at present nothing to assist the system architect at design-time to determine whether a proposed architecture based on an object-oriented database system will perform as required. The problem is complex, the choice of suitable modelling approach difficult, and a construction of a model is often abstruse. In this paper we concentrate on a major model component: that describing the access of objects in a centralised database. We present the background for the research (modern corporate IS architectures), the choices we have made, the prototype design, and the mathematical model of the cost of object database access. We conclude the paper by describing a validation of the model and how it can be generalised. The paper has a number of objectives: first, to dispel the myth that performance modelling of object-oriented systems is an immensely difficult task; second, to show that techniques which have been in existence for some time for modelling are applicable, with some modification, to aspects of object-oriented database performance prediction; and, third, to detail a specific case study of access cost modelling which provides enough information to be replicated by other workers across a number of object-oriented database products.     

基于SOA架构的信息分发平台的设计与实现

设计并实现了基于SOA架构的信息分发平台,主要用于高扩展性的企业服务与高效率的信息共享。文中设计的信息分发系统采用面向服务的设计原则,分析异构网络信息共享问题,实现图片信息共享服务并通过插件实现客户端的功能扩展。通过研究异构网络信息分发的需求,分别对服务器端和客户端进行设计,并实现两者的高效结合。本系统可以作为云计算平台的实现模型,通过对客户端采用MVC的设计模式,提高了客户端的扩展性和灵活性,通过模块化设计降低了系统耦合度,本系统最大的特点就是可以通过平台的插件管理系统实现服务的实时扩充。     

基于Agent的分布计算环境

为适应分布计算向分散对等的协同计算方向发展，我们开展了基于ａｇｅｎｔ的分布计算环境的研究开发，试图在分布式多ａｇｅｎｔ协同工作系统的开发与当前的分布计算环境之间架起一座桥梁。本文讨论了ａｇｅｎｔ的独立性、自主性和交互性的特点，描述了以事件处理为核心的ａｇｅｎｔ基本模型；研究了基于ａｇｅｎｔ的分布计算环境的构造技术；分析了一种基于ａｇｅｎｔ模型的客户／服务器计算环境ＣＳＥ／ＭＡ的设计与实现，及其超越