基于语义推理的产品装配设计技术

为保证产品具有良好的结构设计和零件可装配性,研究了装配语义模型,详细讨论了设计尺寸约束和装配几何约束的符号化表达方法,并给出了书写规则。在此基础上建立了装配语义图,通过节点描述零件属性信息,通过有向边描述装配语义信息。介绍了基于装配语义的产品装配设计工作流程,重点阐述了零件设计尺寸约束、装配规划信息和装配操作序列的推理过程。给出了语义修改和语义变动两种情况下装配语义图的维护机制。应用实例表明,该模型可以有效地支持产品的协同装配设计。     

支持无余量装配的容差语义建模技术研究

主流三维CAD系统侧重于产品的几何模型描述 ,其容差信息的描述方法对容差分析与综合的支持有限。容差设计是装配设计的主要工作之一 ,直接影响到产品的可装配性。航空产品研制过程中通常用工艺余量来补偿装配累积误差 ,不合理的余量将导致装配效益低下。因此 ,本文提出了一种新的容差建模方法———支持无余量装配的容差语义建模技术 ,建立了支持无余量装配的容差语义模型。本模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系和零件的属性等信息 ,采用统一建模语言 (UML)进行描述 ,并给出了实例对本方法进行了验证。本模型能够较全面地表达产品的设计意图 ,为余量优化设计、装配容差分析与综合提供必要的信息支持。     

基于产品结构赋权有向图模型的工艺设计

通过增加点的工艺路线属性和弧的物料属性 ,扩展了产品结构赋权有向图模型。研究了基于扩展产品结构赋权有向图模型进行工艺设计的方法与技术 ,包括工艺路线分配、加工工艺设计、装配工艺设计等。最后给出应用实例     

面向大批量定制的可配置产品族模型及其规划

提出了可配置产品族模型的描述和规划方法。基于扩展的实体一关系语言，描述了可配置产品族模型的组成结构和可配置特征。分析了不同类型的个性化模块，以及可配置属性在产品配置设计中的作用。提出了可配置产品族模型中模块规划的一般准则和可配置属性的规划方法，以支持高效的产品配置过程，并保持产品族的共性最大化。最后，以蜗杆减速器为例，阐述了建立可配置产品族模型的主要步骤和优势。     

面向快速变型设计的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型，根据产品变型设计的特点和配置管理的需求，提出一种基于装配拓扑树和零件拓扑树的产品结构模型，描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件，并以面向对象的方法构造了产品结构模型类，该模型的建立为实现快速变型设计提供了良好的基础。     

一种基于事物特性表的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型。根据产品变型设计的特点和产品配置管理的需求,本文研究了一种基于装配拓扑树产品结构模型,描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件,并以面向对象的方法构造了产品结构模型类和基于参数的事物特性表,通过参数化设计,实现从零部件类到零部件实例的转化。     

面向设计的集成产品装配模型

首先介绍了装配模型的研究现状 ,分析了装配模型的几种表示方式及其优点、缺点 ,然后提出了一种面向设计的基于广义键和层次结构模型的集成产品装配模型。这一装配模型能够描述产品的层次信息 ,描述零部件之间的位置关系信息、连接关系信息、运动关系信息、传动关系信息和配合关系信息 ,还能够描述零部件的设计参数及其约束关系、分析特征等非工程语义信息。基于产品几何模型和装配模型的设计系统 ,能够支持产品自上而下、逐步求精的设计过程和并行产品设计过程。     

分析计算agent支持的以装配结构为核心的机械产品设 …

为了支持机械产品自上而下、不断细化的设计过程，本文提出了一种以产品的装配结构为核心，由多个分析计算ａｇｅｎｔ组成的，支持异构分布环境的协同工作设计模式。产品的装配模型描述零部件的层次关系、位置关系等几何信息和装配语义信息、设计参数及其约束关系等工程语义信息，能够向各分析计算ａｇｅｎｔ提供必要的信息，以实现机械产品几何造型系统、装配建模系统、分析计算系统之间的有效集成。基于集成框架的分析计算ａｇｅｎ     

基于扩展域结构模板的产品配置建模

为有效支持大批量定制的产品配置,提出了基于扩展域结构模板的配置建模方法.该方法首先在域结构模板中引入产品制造过程信息,得到包含产品功能、载体和制造过程信息的扩展域结构模板.在此基础上,通过拓展其载体和制造过程节点,并采用有向图提取和表达上述元素间的关系,生成了包含产品族载体和制造过程信息的配置模型.所得模型在支持企业配置出个性化设计方案的同时,保证了配置方案具有制造成本低和制造周期短的特性.最后,以转子式蜂鸣器为例,初步验证了配置建模的方法.     

基于产品族可变型结构的配置管理研究

根据客户订单需求的多样性和个性化特点，提出了一种基于产品族可变型结构的产品配置模型。依据产品可配置性，给出了基本配置单元、几何可变型配置单元和结构可变型配置单元3种配置单元，建立了配置模型的知识表达方法，分析了结构变型配置单元间的约束关系、配置规则表达及其求解匹配过程，并建立了约束规则和变量条件的配置设计深度优先求解算法，利用质量功能配置建立了客户需求、产品技术指标与配置单元功能模块之间的映射矩阵。最后，通过轿车配置实例验证了该方法的可行性。     

支持产品设计的知识仓库框架研究

为满足产品快速定制设计过程对知识的配置、组织、获取和重用的要求，构建了基于知识仓库的知识管理框架。在对产品信息模型的定义基础上构建了由产品需求决策知识、产品结构知识、产品配置知识、产品特征知识和产品设计资源组成的知识仓库知识结构，并且将机器学习中的决策树和加权聚类算法用于知识推理和设计决策过程中，将Web Service技术运用于异构CAD系统和知识仓库数据交换，
实现了基于异构CAD平台的分布式知识共享和应用集成。     

面向产品信息协作的本体映射方法

为了在产品全生命周期管理过程中提供知识的表达,实现跨部门的产品语义信息沟通,从产品信息的本体表达出发,讨论了制造过程中面向语义信息协作的本体映射方法,定义了查找本体映射关系的相似性规则,并采用决策树模型优化本体映射过程。半自动本体映射方法能够减少用户参与的工作量,实现跨部门的信息协作。最后,通过某钢铁厂用户检索产品设计信息的实例,验证了基于本体映射的产品信息协作的研究。     

基于产品功能树的实例推理研究

以功能树为基础,在产品改型设计中实施实例推理的全过程。研究在推理过程中功能矩阵的提取与抽象、功能树相似度的计算和功能树的修改等问题。以功能树为基础,实现对产品结构树和零部件实例的修改,使产品达到设计需求功能。结合实例,给出了基于功能树实例推理的流程。该流程尽量保持装配关系的不变,避免了多个零部件的重新组合,减少对实例的修改程度。     

一种改进的可扩展标记语言查询增量维护算法

为降低可扩展标记数据查询执行器重新构建的代价,提出了一种基于树型结构的可扩展标记语言查询增量维护算法.该算法利用树型结构进行可扩展标记语言数据流查询执行器增量维护,利用自动机来表示状态转换,从而实现了对可扩展标记语言树型结构的动态维护,避免了在没有文档类型定义情况下出现的环形结构的复杂操作,减少了维护时间和状态转换数量.实验表明,基于树型结构的可扩展标记语言查询增量维护算法能够以有限转换路径为代价,有效地完成可扩展标记语言数据流持续查询执行器的动态维护,减少了增量维护时间和状态转换数量.     

网络化制造模式下基于语义网的协同产品配置模型研究

针对网络化制造模式下协同产品配置设计的信息需求,探讨了一种基于语义网的协同产品配置模型。在该模型中提出了一种基于语义网的协同产品配置模型的体系结构,构建了基于语义网的协同产品配置设计过程模型。通过定义协同产品配置信息的语义元数据描述模型来构建统一的协同产品配置本体,并对散布于网络上的协同产品配置资源进行语义标注,使网络化制造环境下协同产品开发企业之间能够共享产品配置信息,提高分布式协同产品配置设计的信息交互效率以及协同产品开发水平。将该模型应用于某网络化协同设计平台,对模型的有效性进行了验证。     

一种新的制造BOM存储模型

为准确表达实际生产中制造物料清单的图形数据结构,在物料清单存储模型中将装配结构定义为独立实体,使父件-结构和结构-子件两层关系分离,并分别给出了数学描述。针对物料清单数据由关系模型转换为树形结构的对象模型时所导致的效率下降,建立了关系模型与可扩展标记语言模型相结合的新型存储模型,将具有树形结构的可扩展标记语言模型设计为物料清单查询结果在数据库中的缓存。给出了新型存储模型的实体关系图和缓存部分的可扩展标记语言架构,并详细介绍了可扩展标记语言模型缓存的构建及查询方法。在实际系统运行中与传统模型相比,该模型可大幅提高物料清单的查询效率。     

面向产品变异设计的零件可拓物元模型研究

为满足产品变异设计的要求,提出了零件可拓物元模型结构.通过融合零件及其子结构的几何、结构关联关系、功能和语义等信息,建立了零件变异物元模型.结合可拓理论,研究了零件变异物元模型的可拓性,分析了零件变异物元模型对产品变异设计的支持情况.最后,基于零件变异物元模型,开发了产品变异设计原型系统,并以发动机曲轴零件为例,建立了零件可拓物元模型.实例证明,零件变异物元模型解决了产品变异设计引起的零件结构干涉和拓扑更新问题,为产品变异设计提供了条件.     

PDM系统中产品结构模型的研究

针对PDM系统中的产品结构管理,提出了一种产品结构树的数据库模型;利用遍历产品结构树的算法,实现产品结构树的生成,并给出一个基于Web的B/S结构的应用实例.     

基于STEP的XML特征建模方法研究

针对网络环境下产品数据的交换与共享,为实现产品信息的统一表达和网络传输、建立产品信息的网络化通用模型以及提高产品信息的后处理性,提出了基于产品模型数据交换标准的可扩展标记语言特征建模方法。首先,在详细分析产品模型数据交换标准特征框架的基础上,分解产品结构,并将其映射为相应的产品特征,完成产品信息的特征表达,建立完整的特征模型;然后,确定产品特征由EXPRESS到可扩展标志语言的映射规则和方法、可扩展标记语言特征建模框架和过程以及可扩展标记语言文档的解析与网络实现等,从而实现产品信息在网络环境下的产品信息传输、交换和共享。最后,通过Internet信息服务管理器平台建立了该方法的应用实例。