特征设计与工艺规划集成技术研究

针对CAD/CAPP数据与功能集成的需要,提出了基于特征设计与映射的特征工艺规划方案.通过调用特征库中标准的特征或用户定义特征(UDF)的实例完成零件模型设计.通过建立映射规则将设计特征模型重构为加工特征模型.通过建立工艺知识的决策规则与工艺知识库,将加工特征与加工方法、制造资源关联,实现基于特征的工序、工步的自动生成.特征工艺树通过与典型工艺模板的匹配构造工艺规划树,实现零件工艺路线的自动生成.通过人工交互编辑工序、工步及工艺路线、可输出完整的工艺文件.     

基于同步建模的工艺设计

为了解决零件制造过程中二维工序图与三维设计模型不相关的问题,提出了基于三维模型的工艺设计方法。首先提取三维设计模型的设计特征,将其与加工方法相关联,并映射为加工特征,再根据工艺知识对加工特征合并、聚类和排序,生成工艺过程路线,然后以该工艺路线的逆过程为导向,采用同步建模技术依次构建工序模型,通过加工余量和加工特征与工序模型相关联,直至生成毛坯模型。以电机轴零件为例,快速、准确地建立三维工序模型,实现了三维工艺建模的自动化。     

三维工序模型加工特征环境匹配

针对传统的基于"相似零件结构有相似工艺"准则的知识检索方法所造成的知识重用精度低等缺点,提出了一种基于"相似加工特征环境有相似工艺"的三维机加工艺知识复用方法。首先,利用属性邻接图建立工序模型的数学表达,使用改进的子图同构匹配方法进行加工特征提取。然后使用加工特征邻接图将提取出的加工特征进行重构。通过定义裁剪规则,得到基于特征的加工特征环境结构。将特征的环境结构作为输入条件与工序模型进行相似匹配,匹配参数包括特征类型、依附面类型以及特征间拓扑关系等信息,使加工工艺知识得以复用。实例验证表明,该方法有效地匹配了相似的加工特征环境并通过加工特征环境的检索,实现相似工艺的匹配。     

运用特征识别技术的工艺规划技术研究

针对设计与工艺规划信息集成的需要,提出基于规则的特征识别方法,研究基于制造特征的工艺路线自动生成方法。提取到的模型几何信息通过与制造特征库数据的匹配,实现特征的自动识别。通过建立工艺知识的决策规则与典型工艺知识库,将制造特征与加工方法、制造资源关联,实现特征工艺方案的自动生成。产生的特征工艺树与典型工艺模板进行匹配,生成零件工艺规划树。通过人工交互编辑工序、工步及工艺路线,可输出符合实际需求的工艺文件。     

基于制造单元的车间制造资源能力计算方法研究

为解决工艺规划过程中只能选取某一类型资源,而车间调度时无法获取资源动态能力造成资源负荷失衡的问题,提出基于制造单元的车间制造资源能力计算方法.该方法以制造资源能力模型为基础,采用"工时映射"和加工能力抽象方法,获得物理制造单元能力值,同时采用特征映射技术对逻辑制造单元进行规范化,最终通过物理制造单元和逻辑制造单元的匹配得到候选资源集.该方法对工艺变动和车间调度有良好适应性.     

基于制造特征的加工链模糊推理研究

研究了运用增量式制造特征识别技术,基于零件几何结构、拓扑关系对设计模型中单一设计特征和相交设计特征进行分析,在分析结果的基础上实现对应制造特征识别;深入研究制造特征工艺属性与对应加工方案之间存在的模糊映射关系,运用多因素模糊推理技术形成机加工特征合理的加工链,从而有力地支持设计的可制造性评价及工艺规划的生成。     

复杂零件三维中间工序模型逆向生成技术

针对传统的复杂零件三维中间工序模型生成方式通用性差、生成效率低等问题,提出一种面向全三维工艺设计过程的中间工序模型逆向生成方法。研究了中间工序模型的定义与逆向生成技术、加工工艺信息与建模信息之间的映射关系。分析了零件工艺结构与中间工序模型的关系,并设计了基于特征工序分组的全三维设计流程。通过建立加工工艺信息与中间工序模型辅助生成工具的对应关系,将中间工序模型的构建转变为实体建模操作,从设计模型出发派生出各中间工序模型。最后通过实例验证了该方法的可行性。     

基于典型工序MBD模型的工艺路线决策研究

为了提高三维数字化制造工艺设计智能化水平,简化工艺路线决策过程,提出一种基于典型工序MBD模型的工艺路线决策方法.在制造特征分类的基础上构建了典型工序MBD模型,该模型融合了工艺决策规则、加工方法、机床和工装等工艺信息.通过加工特征与典型工序MBD模型匹配,减少了工艺决策步骤.为保证工序安排的合理性,定义加工元为最小信息实体,通过加工元的合并、排序,得到最优工艺路线.以飞机双面大框结构件的三维数字化工艺设计实例验证了所提方法的有效性.     

MBD模式下基于制造资源信息的机加工艺应用研究

为了加强机加工艺设计阶段与现场制造实施阶段的联系,增加机加工艺设计的可靠性,减少工艺更改繁琐等问题,本文研究了MBD模式下基于制造资源信息的机加工艺设计与更改新模式。以三维机加工序模型作为工艺信息完备数据为思路,提出采集制造资源能力和状态数据,约束并指导三维机加工序模型设计与更改的方法。分析了工艺现场制造资源与三维机加工艺设计的集成框架,描述了三维机加工序模型中制造资源表达,讨论了制造资源冲突引起的三维机加工艺设计与变更,建立了一种封装制造资源信息与机加工艺设计的闭环体系结构。     

基于模型融合与映射的零件可制造性分析建模技术

针对零件可制造性分析模型的构建问题,提炼出构建可制造性分析模型的三大技术:模型重用技术、多维度建模技术、模型融合与映射技术.利用模型重用技术建立零件制造特征模板库,引用模板开展零件设计,建立设计模型;利用多维度建模技术将设计模型分解为制造对象模型、制造过程模型、制造资源模型和特征关系模型;利用模型融合与映射技术将制造对象模型、制造过程模型、制造资源模型和特征关系模型组装成逻辑上完整的可制造性分析评估模型.在法兰盘可制造性案例分析中,通过使用三项模型构建技术提取零件制造特征,分析和评估零件制造特征,提出改进零件结构工艺性和加工工艺性的建议,实现设计、建议、改进设计的螺旋式循环.     

基于知识的制造资源建模与应用

构建通用的制造资源平台系统是制造企业实施信息化建设的关键之一。通过对制造资源数据特点的分析，给出了平台系统的体系结构、制造资源数据的知识描述模式和关系模型转换为知识模型的算法，以及基于决策树的制造资源决策知识的表达方法，并讨论了系统实施的关键技术。实际应用表明新方法较好地解决了制造资源数据的多样性与制造资源平台的稳定性、通用性之间的矛盾。     

基于元模型的统一制造资源模型框架

为解决企业多应用环境中的制造资源集成问题,提出了一种制造资源元模型,进一步给出了统一制造资源信息模型框架结构,应用基于面向服务架构和可扩展标记语言技术,建立统一制造资源服务平台,实现了该框架的构建.制造资源元模型由数据元模型、应用元模型、扩展元模型三部分构成,统一制造资源信息模型框架由资源核心模型层、资源应用模型层及资源整体战略模型层构成.通过对统一制造资源信息模型的分析,说明了该制造资源模型的可集成性与可扩展性.     

面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型

针对制造服务资源在制造商搜索、获取、匹配、交易、使用过程中的多样性、动态性、离散性等特点,提出了一种云制造服务资源集聚机制与新的商业模式,建立了面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型,并采用直觉梯形模糊集匹配算法进行求解。通过某风电设备的云制造服务应用验证了该模型的可行性,研究成果为促进装备制造服务化发展提供了一种先进实用的方法和关键技术。     

基于网格的应用服务提供商平台制造资源共享方法研究

针对网络化制造应用服务提供商平台的网络带宽瓶颈和服务能力不足的问题,在传统中央服务器一对多模型的基础上,提出了基于网格的多对多服务模型,将平台提供的制造资源服务由多个分布的网格服务节点协同完成.面向多对多服务模型,建立了以服务为中心的制造资源模型,采用面向对象的方法建立制造资源模板,实现了基于资源描述框架的元数据描述.在制造资源的发现方面,采用分布式和集中式相结合的机制,建立了相应的分层模型,并给出资源查找过程.最后,讨论了平台原型系统的组件结构及关键技术,并通过原型系统的开发和初步应用,验证了模型的可行性和实用性.     

制造资源共享技术研究

为实现企业间的制造资源共享,提出了制造资源共享模型;分析了集中式、分布式和集中分布式制造资源共享体系结构,提出了以区域网络化制造平台、重点城市制造业信息化应用服务提供商平台和企业制造资源共享管理系统为主体的三级制造资源共享模式.在该共享模式中,由制造资源服务总线集成三个共享主体.在此基础上,开发了制造资源共享系统,并介绍了该系统在四川省制造业信息化工程中的应用.     

基于O-O方法的CAPP系统制造资源结构建模

采用O-O技术建模方法，分析了制造资源各组成因素之间的关系、层次分类表示形式，以及制造资源与工艺能力生成之间的密切关系，建立了面向对象的制造资源结构模型。并对制造资源与生产规划调度PPS的关系模型进行了研究。     

面向服务链构建的云制造资源集成共享技术研究

为实现时序约束关联任务驱动的云制造环境下面向服务链构建的制造资源集成共享,研究并提出一种能促进云制造环境下制造资源快速共享、广域集成和分散服务特点的服务过程模型,对基于语义本体的云制造任务与资源建模、基于Web服务资源框架的云制造资源的平台服务化封装方案、云制造任务分解与时序约束关联原子任务链构建技术,以及云制造资源服务链构建技术等关键问题进行了研究,有效解决了云制造环境下异构资源描述、虚拟化、检索匹配与服务组合问题,最后通过仿真算例对提出的云制造服务模式及技术方案进行了验证。     

面向工艺的扩散制造资源选择方法研究

针对现有军工企业存在外协质量低、返修率高而无法满足大批量订单快速响应的问题,提出了面向工艺的扩散制造资源选择方法.该方法在物元模型的基础上,结合快速扩散制造的特点,建立了定量化的扩散工艺工序特征物元模型和扩散制造资源的物元模型,并通过关联函数的计算,构建了匹配算法,该方法在某军工企业中得到了应用.最后,给出了一个面向工艺的扩散制造资源选择方法的实例.     

制造资源能力与制造工艺约束的匹配度研究

为解决跨企业工艺扩散中制造资源与制造工艺的匹配问题,首先提出了制造工艺约束信息模型和制造资源能力信息模型,然后根据这两个模型包含的信息和信息之间的关系,提出了满足度和匹配度的概念.在此基础卜提出了满足度模型和匹配度模型.满足度模型与匹配度模型均为层级化模型,每个层级采用量化参数方式描述.给出了满足度模型和匹配度模型各个层级包含的信息,以及计算层级参数的方法.最后,通过一个实例验证了所提方法的有效性.     

基于XML的敏捷制造资源集成方法的研究

资源集成是敏捷制造的一个关键环节。通过分析传递资源集成方法的不足，提出了一种采用XML实现资源集成的新方法。