基于PDM/3D CAD集成系统的产品族设计

分析了PDM/3D CAD集成系统的产品族设计过程，将其划分为产品族模型建立阶段、客户需求提取分析阶段、设计实例获取阶段和设计评价与优化阶段。建立了基于事物特性表的产品族信息模型。采用基于代理的异构系统间的互动集成方式，实现在PDM/3D CAD集成系统下的基于三维模型的产品族设计。     

基于设计仓库的产品设计知识管理方法研究

为满足产品敏捷定制设计过程对知识的快速获取、组织和重用的要求,提出基于设计仓库的知识管理体系。设计仓库负责从不同数据源获取已有知识,并构建面向主题的多维设计知识模型;用户和设计人员通过基于事例推理系统输入查询请求,由在线分析处理系统采用钻取、切片、切块等操作完成相似实例的匹配,通过知识约简技术对在线分析处理输出的相似实例及其属性进行简化,然后基于事例推理系统在约简的基础上完成产品定制设计,机器学习则对新实例知识进行获取。最后阐述了知识管理体系对捆钞机定制设计过程的支持。     

CAD 中的知识驱动研究

对三维CAD系统中的知识驱动方法进行了研究。提出在产品设计过程中，通过知识项的分解与转换，建立基于知识约束的知识建模过程。与单纯融入知识语言的KBE方法不同，它充分利用CAD的交互式设计环境，将知识以知识项和设计对象的形式融入产品模型之中。介绍了基于知识约束有向图的推理求解方法，在自主版权三维CAD系统InteSolid2．0上开发了知识驱动模块。将此方法应用于齿轮减速器的设计过程中，取得了良好的效果。     

基于KBE的产品设计中广义知识库创建研究

结合基于KBE的透平膨胀机设计，以广义知识库概念为理论基础，阐述了设计中知识的获取、分类到推理、应用等一系列过程的工作，分析了建立的深层和浅层知识系统，在传统知识工程的基础上，提出了将广义知识库与大型CAD软件知识熔接工具（KF）相结合的设计框架。以对象框架语言描述产品的相关设计知识，以SQL Server为平台构建广义知识库，以NXKF为工具实现在CAD软件中的知识熔接。在设计中建立专门的广义知识库，实现了与知识熔接工具NXKF的结合，证明在基于KBE的机械产品设计中广义知识库构建的可行与必要。     

异构三维CAD模型制造特征重构技术研究

针对异构CAD/CAPP/CAM系统的特征集成,提出一种异构三维CAD模型制造特征重构过程:确定基本形状特征分类,在此基础上构造设计特征库和制造特征库;通过基于产品数据交换标准(STEP)的特征识别技术实现异构三维CAD模型设计特征提取,并采用基于参数化二维图素多态耦合的特征识别方法,提高特征识别系统的代码重用性;运用成组技术建立制造特征族后,通过特征映射实现制造特征重构。     

基于水平集方法的产品异构模型融合研究*

复杂产品设计往往涉及多个CAD/CAE系统,不同系统在几何模型构建、表达和存储等方面存在异构性,导致系统间数据和信息难以融合集成,降低了复杂产品的设计与开发效率。为了实现异构CAD/CAE模型语义信息和几何特征的融合,提出基于水平集方法的产品异构模型融合方法。构建了基于模型距离场的体素化模型,给出了体素化模型的可视表达方法,建立了距离场交、差和并集操作函数与产品造型特征复制、提取和识别的映射关系,建立了构造速度场操作函数和形位误差信息、高级语义信息和局部特征信息融合的映射关系,实现了产品异构模型的信息融合。通过复杂汽轮机叶片模型形位误差和高级语义信息融合试验,证明了方法在异构CAD/CAE系统信息集成方面的有效性和实用性。     

工程机械参数化异构设计技术研究

为实现工程机械产品面向用户需求的快速定制,本文提出工程机械参数化异构设计方法.总设计师在产品配置系统中结合工程实际需求和业务经验选择配置组件模块,完成产品框架结构的个性化定制;下级设计员根据配置信息和设计经验,从参数化零组件模型重用库中调用元件完成组件框架异构设计.研究了基于事物特性表的产品配置和基于参数化重用模型的组件异构设计技术.最后以液压支架的快速定制为例验证了相关技术的可行性、有效性.     

构建机械类产品快速设计系统的关键技术研究

针对机械类产品的设计特点,结合现代CAD技术提供的技手段,提出了产品快速设计系统的概念,对产品快速设计系统的特征进行了总结.对构建产品快速设计系统时所涉及的基于特征的建模技术、基于关联的部件间建模、基于模型的知识表示、基于事例的产品模型的构建、面向产品设计过程的用户界面设计的关键技术、主模型技术等关键技术进行了研究.     

基于可拓挖掘的产品方案再配置方法

为了在扩大产品配置空间、争取最优解的同时,提高配置效率,快速消解领域知识耦合过程中的矛盾,提出了一种基于可拓挖掘的产品方案再配置方法.将配置方案用物元对的形式表示,通过计算不同物元对间的传导效应,将一般性的配置知识转化为传导知识;建立方案再配置过程的矛盾问题转换方式,挖掘出变换过程中配置要素之问的相互影响;定量化衡量方案变换过程的可配置程度,揭示可拓变换对产品结构、性能和功能的影响,从而对配置过程中的可变知识加以分析、提取和利用,生成能够满足设计要求的可变方案.将所提方法应用于新型油锯的配置设计,验证了该方法的有效性.     

客户驱动的敏捷定制设计研究

提出了基于设计仓库的客户驱动的敏捷定制设计方法体系。设计仓库能及时准确地向设计人员提供产品开发所需的信息与帮助，客户和设计人员通过网络入口(企业门户)进行定制和设计。方案确认后，再经过制造准备、供应链集成与生产等系统完成定制产品。主要描述了基于知识的资源信息化、集成化的定制设计方法和技术。在客户驱动下，利用产品开发向导、网上智能产品配置器及基于虚拟样机的产品展示与分析工具，实现产品敏捷定制设计与并行协同设计。     

产品设计重用技术支持体系研究

详细讨论了支持产品设计重用的技术体系。首先从产品设计重用的过程框架 (资源创建、资源管理和资源集成 )分析提出产品设计重用的技术需求 ,然后对现有技术如计算机辅助设计 (CAD) ,产品数据管理 (PDM) ,人工智能 (AI) ,知识管理 (KM) ,Web技术等对产品设计重用的支持性和相关性进行了详细深入的分析讨论 ,最后提出了基于设计制品理论的产品设计重用的完整技术体系及需要解决的关键技术     

产品配置管理系统中数据库关键技术的研究

目的为了有效地组织和管理好机械产品数据和信息,并且提高已有资源的利用率,研究产品配置系统的数据库设计无疑是一项重要的工作。方法提出一种从树状结构过渡到部分网状的产品配置数据结构,并引入到数据库设计中,在PDM的关系数据库管理系统中,实现对产品数据的面向对象表示。结果基于SmarTeam-PDM创建符合于产品配置系统的数据结构,构造一个适合用户需要的数据库。结论采用基于关系数据库的面向对象技术,实现产品配置系统数据库设计,提高了基于PDM的产品配置系统开放性和适应能力,为设计类似系统数据库提供了参考。     

基于Lonworks总线的大型粮仓温度监控系统

围绕仓储网络监控系统设计与开发工作进行研究和实践。利用先进的Lonworks现场总线、LNS网络操作系统和新型数字式传感器DS1820等实现了系统硬件结构的优化及软件方案的设计。详细介绍了基于Lonworks总线协议的仓储网络监控系统的整体结构、硬件设计、系统通信网络方案以及系统软件的开发和具体实现。系统可以通过智能通信接口或标准的通信网络协议和功能监控系统组成更加完善的现化仓储自动化网络管理系统。     

面向数字化工厂的需求结构多目标决策控制研究

针对数字化工厂需求结构多目标的优化控制问题,提出了数字化工厂设计、制造、装配、物流等各个节点需求结构多目标决策控制模型.采用数学函数形式表达,并描述了数字化工厂各节点需求结构决策因素,分析了多目标决策的控制优化过程;以汽轮机产品为例,应用基于Pareto的熵算法对数字化工厂需求结构进行了多目标优化求解,确定了多目标决策指标权系数,以权衡需求结构多目标的任务实施.研究结果表明,该模型验证了数字化工厂多目标需求结构决策控制理论,Pareto熵算法优化了需求结构实施的控制过程,在满足客户需求的基础上,合理配置了企业的需求结构资源.     

面向大批量定制的电声产品设计技术研究

为了满足客户对微型电声产品的个性化需求,提高企业产品的设计效率,提出一种面向大批量定制生产、结合配置设计技术和基于实例检索技术的产品设计方法。该方法将产品设计过程分为两个阶段,首先采用基于规则的配置技术,从企业产品的通用产品结构模型按照客户要求配置出新产品结构,然后应用基于实例检索技术从产品实例库中搜索出相似的产品供用户做变型设计参考。阐述了该方法的核心概念和原理,给出了对象模型以及算法流程。与传统的设计方法相比,该技术能有效地缩短产品开发周期,满足企业大批量定制生产的需要。最后,介绍了该技术在某微型电声企业的产品创新设计系统中的应用。     

TECHNOLOGY AND APPLICATION OF PRODUCT EVOLUTIONARY DESIGN BASED ON CONFIGURATION IN MASS CUSTOMIZATION MODE

Product customization has been recognized as an effective means to implement mass cus-tomization (MC). A new theory and method for MC-oriented evolutionary design of configuration product is presented based on the study of developing law of evolutionary design in integrated envi-ronment, which focuses on the innovation and reuse properties of configuration product. The key technologies for general requirement modeling in quick response to customer requirement, multi-level stepwise configuration optimization driven by customer requirement and evolutionary deduction of product variable structure based on configuration association are thoroughly investigated. The suc-cessful application of the presented method in the development of real-life products demonstrates its utility, flexibility and robusticity.     

流程工业生产调度与控制集成系统数据库设计

根据流程工业生产调度与控制集成系统的应用需求,该文建立了实时数据库管理系统的体系结构,对实时数据库的管理对象、存储内容、表单结构及录入算法进行了探讨,并选用SQL Server2000提供的数据仓库解决方案建立了流程工业生产调度数据仓库系统,提供了调度知识获取与调度知识库的建立方案,为实现流程工业生产调度与控制系统的集成提供了一种新的数据存储与知识获取方法。     

基于多维关联规则的产品族配置研究

针对产品配置中可选零部件的选择问题,提出了基于多维关联规则的产品族配置方法：根据产品族BOM结构,构建零部件约束规则数据仓库,设计人员根据客户的产品需求参数建立数据立方,并运用多维关联规则挖掘出物料库中潜在的、能满足配置需求的物料信息,实现产品的个性化配置。实例验证了该配置方法的可行性。该配置方法有效地提高了产品配置效率及零部件的重用性。     

基于可拓逻辑的产品族可配置规划研究

为更好地处理产品族可配置规划大量带有矛盾前提的知识,通过顾客需求获取、可拓变换和可拓聚类等方法来解决配置需求动态增加、配置阈值确定和冲突消解等三个问题,提出了基于可拓逻辑的产品族可配置规划模型.首先通过共轭分析法得到需求基元,建立需求与产品族结构特征之间的映射关系,利用町拓规则推理,从定性角度得到能够满足顾客需求的一系列产品.然后在需求基元图中,应用变换矩阵对需求基元加以变换,由顾客根据变换结果再次输出需求基元,与最初需求基元计算相容度,利用改进的遗传算法动态取得配置阈值来判断变换的可行性.最后,利用可拓聚类和聚类图理论实现产品族内部的稳定模块和可变模块的划分.该方法已应用于冰箱原型系统设计.     

集成环境下大批量定制的产品配置设计技术及其应用

提出了大批量定制的广义需求分类与多模式需求模型，给出了大批量定制的产品模块准配置与零件相似配置方法和大批量定制的功能单元配置与优化方法，结合浙江巨人电梯有限公司电梯产品的配置设计，开发了集成环境下大批量定制的产品配置集成设计系统，得到了较好的应用。