集团级分布式产品数据管理系统的研究与实现

针对集团级分布式产品数据管理系统的需求,结合国产AVIDM 3．0系统,研究了大型高端产品数据管理系统的体系结构设计方法及实现技术,提出了一种基于域的分布式联邦产品数据管理系统架构及基于产品数据管理中间件软件平台的分层域内软件框架。该架构支持集中和分布两种部署模式,以满足大型集团松散耦合的层次组织关系及Down—to—top,Top—to—down,同级异地协同等信息交流的需求。基于项目的设计库、受控库、产品库和系统库概念,提出了电子文件的逻辑和物理全分布、项目级数据库全分布的产品数据存储方案,可满足海量数据存储要求。这些方法提供了一个从数据存储到应用服务全分布的解决方案,适用于支持大型复杂产品研制过程数据管理的高端产品数据管理系统的研制与开发。     

面向产品开发过程的文档动态管理技术

产品开发过程的动态性和反复性要求管理和控制文档的动态变化过程。为此,提出了以文档的组织与存储机制、文档版本控制和基于“过程一生命周期”松耦合互动模式技术等为核心的文档动态管理技术。文档对象为描述同类产品信息的多个文件的逻辑整体。通过基于文件柜、产品、生命周期的多模式文档组织方案,实现开发人员之间的协同和信息共享。采用树形结构版本模型,借助文件柜机制控制版本的变化,记录文档的设计历史。以任务为核心集成过程模型与生命周期模型,采用过程与生命周期的松耦合互动驱动文档生命周期状态的变迁。基于以上理论和方案,构建了文档动态管理对象模型,开发了产品数据管理系统,实现了产品开发过程中文档动态变化的管理和控制。     

叶片类零件的计算机辅助工装设计系统

针对叶片类零件的特点及需求 ,开发了航空发动机典型零件—叶片的计算机辅助工装设计系统。分析表明 ,叶片类零件虽然形状复杂 ,但其分类明确 ,同类零件间有较大的相似性 ,可以在成组技术的基础上进行工装的修改设计 ,缩短设计周期。为提高出图效率、避免重复绘制、便于参数化设计 ,建立了用户可自行扩充的标准件和通用件库。为便于检索查询和图纸文档的统一管理 ,开发了基于 PDM产品的工装图纸文档管理系统     

叶片类零件的it算机辅助工装设计系统

针对叶片类零件的特点及需求,开发了航空发动机典型零件-叶片的计算机辅助工装设计系统。分析表明,叶片类零件虽然形状复杂,但其分类明确,同类零件间有较大的相似性,可以在成组技术的基础上进行工装的修改设计,缩短设计周期。为提高出图效率、避免重复绘制、便于参数化设计,建立了用户可自行扩充的标准件和通用件库。为便于检索查询和图纸文档的统一管理,开发了基于PDM产品的工装图纸文档管理系统。     

复杂产品协同设计信息集成与共享技术研究

协同设计之间存在着错综复杂的数据交换和信息共享需求,如何有效地组织/管理、正确地传递和共享这些信息,保证设计信息的一致性和完整性就成为支持协同设计的关键技术之一。分析了复杂产品协同设计信息的种类、存储方式和可行策略。结合协同设计平台的产品结构管理和文档管理功能,构建了以层次结构树为核心的集成化产品信息共享模型,构成了单一的逻辑信息源,实现了数据管理与数据使用、产品对象与文档的紧密关联。研究了协同设计信息管理、存取、共享及控制机制,实现了设计信息的集成与共享,并以某复杂产品为例进行了应用。     

基于AVIDM的数据中心建设

中国运载火箭技术研究院从2004年在主要研制单位部署,推广AVIDM产品数据管理系统,经过多年AVIDM工程建设,已实现基于文档的版本控制、流程签署等功能。随着型号建设的推进,数据的集中存储,单一数据源的有效管理均要求实现各个研制单位AVIDM域之间的数据交换和共享。     

神舟软件产品

神舟AVIDM——企业级协同产品研制管理系统 神舟AVIDM,是航天拥有自主知识产权的、基于Web的企业级协同产品研制管理系统。它面向国防和军工领域复杂产品研制、生产和管理的全过程,实现对企业产品研制过程的全生命周期管理。     

基于Web产品数据管理技术研究

基于Web技术分析了产品数据管理系统设计的特点和要求，提出了在分布式协同设计环境下的产品数据管理系统的体系结构和构造原型，引入基于本体的知识表示方法建立产品信息模型，实现了基于Web的产品数据管理系统(WBDCo-PDMS)。     

协同设计环境中文档管理方式的研究

产品协同设计是设计人员利用网络技术，以协同方式来完成产品设计任务的设计模式。通过分析协同设计过程中文档管理的特点，提出了基于结构的产品数据模型及文档管理组织方式，建立了零件、部件及文档的数据模型，并对相应的版本管理进行了分析。     

一种新型产品设计过程模型及实现方法的研究

针对传统瀑布式产品设计模型前期工作周期较长、耗费资源较多、难以满足订单式设计生产等问题，开发了一种包括产品策划、产品设计、产品验证、产品生产的4阶段产品设计过程模型，提出了一种利用快速原型实现产品前期策划和概念设计的方法，分析了快速原型的要求、快速原型库的结构、构建工具、构建方法以及数据转换技术。利用该方法，可以加快产品开发速度、减少开发风险，提高产品的市场竞争力。     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.     

工艺规划为核心的产品协同研发生产平台

为实现具有市场竞争力产品的高端研发,并具备较高的质量及成本控制能力,文中提出构建以工艺规划为核心的产品数字化研发生产平台的解决思路。平台框架包含计算机辅助设计、产品数据管理、计算机辅助工艺规划和协同制造模块;通过工艺与设计、生产两端的数据共享,实现设计、工艺数据和生产的高效协同;通过工艺规划方案的功能描述,展现了一个为企业内部和相关方提供全方位数字化数据及流程的环境,实现企业研发、设计、工艺规划、生产过程管理全业务流程的在线处理、网络化协同,为制造企业提高产品设计水平、质量控制能力和成本管理手段提供帮助。     

支持协同的3维轻量化模型与圈阅工具的研究

为提高3维模型的传输效率和协同设计中的数据保密性，定义了一种支持协同的3维轻量化数据结构，引入了轻量化装配模型和轻量化零件模型，其中轻量化装配模型记录了模型的产品结构关系和各零件的装配位置，轻量化零件模型记录了模型的非精确显示数据和支持模型测量的精确几何数据及其关联。因为过滤原始3维模型中的非几何信息，轻量化模型的数据量约为原始模型的1／20。在系统实现方面，给出了3维轻量化工具的体系结构，研究了3维模型轻量化组件、可视化浏览器组件和可视化协同组件的开发。最后，在某汽车制造企业的产品数据管理系统中进行了实施，提高了3维环境下的协同设计效率。     

数字孪生驱动的工业产品CMF设计服务模型构建与应用

为提升工业产品颜色、材料、表面处理(CMF)创新设计的效率和成功率,解决现有CMF创新设计过程中存在的设计知识获取效率低下、知识管理体系不完善、产品与设计一致性较弱等问题,立足于用户感性需求,引入数字孪生概念,借鉴数字孪生五维模型构建的理论与方法,针对性地构建基于数字孪生数据模式的工业产品CMF设计服务模型框架;从知识推送角度出发,以数据聚类重组理论为基础理解产品CMF语义库的组织结构和动态性,识别并预测产品CMF语义库中的意象方案与优选方案组合,作为析出知识供设计师规划设计活动。以一款虚拟现实眼镜的CMF创新设计为例,基于产品语义理论开发智能CMF设计引擎,利用析出知识简化设计复杂度并优化设计方案,有效验证了数字孪生驱动的工业产品CMF设计服务模型对设计的辅助作用。     

面向概念方案设计的三维实体零件库的建立

介绍了产品的设计方法．分析概念方案设计方法的特点和基于该方法的三维零件库的特点。建立了基于概念方案设计的参数驱动零件模型．在自主开发的三维CAD软件系统环境下．应用VC＋＋实现了服务于机械系统概念设计的参数化零件库；将参数化零件库分为两类，详细说明了用户自定义零件库和常用传动零件库的创建、显示原理和简便的管理操作，并应用在机械产品装配环境中。     

分布式协同设计内容摘录签名方案

为了保证分布式协同设计系统中信息交换的基本安全需求,基于椭圆曲线Gap-Diffie-Hellman问题,提出了一个分布式协同设计内容摘录方案.该方案可以从设计者签名认证过的设计文档中摘录出指定部分,并可被任何第三方验证摘录的部分是由原始设计者签名认证过的,同时隐藏文档中没有被摘录的部分.该功能可以满足一种新的安全需求,即在不出示完整文档的情况下认证文档中的部分内容,解决协同信息的共享性、协同性、开放性与机密性、真实性、完整性和不可否认性等安全要求之间的矛盾.     

基于组件的三维参数化标准件库系统研究与开发

首先对目前标准件库系统进行了分析 ,指出了存在的问题。接着提出了基于组件的标准件库系统的体系结构 ;介绍了标准件库的数据库设计与管理技术 ,阐述了标准件三维图形的参数化建模方法 ,提出并实现了一种用于装配的标准件族表的自动生成技术 ,以及基于族表的标准件模型调用方法。最后运用本文的方法成功开发了Pro/Engineering、UG和天喻三维CAD等平台的三维参数化标准件库系统。     

模型参数驱动的零部件库设计方法研究

分析了当前零件库设计方法存在难以动态扩充的问题,提出了模型参数驱动的零部件设计方法;以注塑模具零件为例分析了零件参数的复杂性,提出以"单遗传结构"的形式描述零件参数,以多级别数据存储结构作为零件参数的存储方式,使得平面二维表格(或者复杂的树状表格)简化为线性数据结构,每条记录均成为仅包含参数控制关系的单个参数的数据,从而建立起可动态扩充的系列化、标准化的零部件库。利用这种建库方法,同时实现了三维零部件的离线式编辑。     

基于Web的PDM系统中文档管理的研究及实现

传统的C/S模式的产品数据管理(PDM)系统已经不能满足异地协同设计和远程信息共享的实际需求,而B/S模式的基于Web的PDM系统使异地之间的信息共享成为可能.通过分析基于Web的PDM系统的文档管理对象及其在Web环境下的数据格式,提出了文档管理模块的4层分布式体系结构,实现了该系统的文档管理模块.