公差与配合选择方法的本体化研究

为实现公差与配合选择的智能化,减少公差与配合选择过程中隐含的经验化知识带来的不确定性,将本体技术引入到公差与配合的选择中.首先,从公差与配合的选择过程出发,构建相应的公差与配合表示模型,并使用网络本体语言OWL2表示模型中各层次之间的配合关系.其次,基于所构建的表示模型,以本体推理规则的形式显示地构建公差与配合信息本体.然后,运用语义网规则语言SWRL定义公差与配合选择的推理规则.通过本体编辑工具protégé中的推理引擎得到最合理的公差与配合.最后,通过工程实例展示该方法的工作过程,并验证了方法的有效性.     

复杂发动机关键机构的公差分析和优化

分析了公差对复杂发动机性能的影响，提出了针对复杂产品的公差分析和优化方法，综合考虑了各零件公差值大小、公差分布位置和零件误差积累对产品性能的影响，并根据公差分析结果和零件的加工成本等综合因素对零件公差进行优化。定义了具有公差信息的3维模型，开发了通用计算机辅助设计模型到公差模型的数据接口，给出了复杂产品公差分析和公差优化的一般步骤。最后，使用该方法对某型发动机曲柄连杆机构和活塞机构进行了公差分析和优化，并在实际产品开发中得到了验证。     

ERP环境下公差管理可视化集成研究

随着企业信息化建设的深入,国内制造企业在ERP应用方面有了相当数量规模,在应用的深度和集成应用的广度方面是目前研究的重点课题。在对国内制造企业信息化应用现状调查分析的基础上,针对存在的公差管理问题,提出了公差管理在ERP应用下的可视化集成的目标、架构、方法;分析了ERP系统数据信息的可视化属性和与公差管理关联的部分,通过在系统数据信息和功能中植入公差信息、功能,构建了公差管理、匹配的可视化集成模型、方法,探讨了集成环境下的公差管理优化问题。     

基于多色集合理论的几何公差信息推理及其规范性验证

针对基准体系、公差类型、附加符号等几何公差信息设计不规范的问题,提出基于多色集合理论的几何公差信息推理及其规范性验证方法。首先根据构建的几何公差本体模型,提出几何公差信息推理层次结构,并建立了该推理层次结构的多色集合模型。然后根据新一代产品几何规范,提炼了推理层次结构中不同层次信息之间的映射关系,形成了几何公差信息推理围道矩阵。在此基础上,通过分析基准约束的自由度方向,判断是否存在基准冗余和基准顺序不一致等问题,验证了基准体系的规范性;基于围道矩阵以及推导的几何公差信息推理算法,经过两步推理得到了适用的公差类型、附加符号,验证了几何公差设计结果的规范性。基于上述模型和算法开发了几何公差信息规范性验证软件模块,通过实例分析,证明了所提方法的可行性与有效性。     

产品概念结构设计中的公差进化模型和算法

在产品概念结构设计自动化技术基础上，研究了产品公差设计过程及其特点，提出了四层产品公差结构模型。应用局部公差分配模型与公差设计过程建立了全局公差优化理论模型，提出了以保证产品总精度需求为目标的概念结构设计阶段公差的同步设计算法。实例表明，提出的公差进化模型和算法，避免了人为建模工作，大大提高了公差设计效率和质量，为快速完成多方案的并行设计奠定了基础。     

装配体公差建模方法研究

为实现装配体公差建模,即在计算机中表示装配体的装配关系和零件本身的公差属性,提出一种综合建模方法,该方法将装配关系模型和零件公差模型相结合.装配关系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;零件公差模型采用基于关键特征和有向图的建模方法.并结合实例进行了分析验证.     

虚拟环境中公差域建模技术

在分析各类尺寸和位置公差对应的公差域形状、大小及公差域局部坐标系的基础上,提出以公差域的边界表达及其对几何要素的约束作用为核心、以几何面数学方程组形式表达公差域的边界、以约束方向向量和偏差向量表达公差域对几何要素的约束作用的尺寸公差与位置公差统一的公差域模型,并运用该模型实现了圆柱域、同轴圆柱域及两平行平面域的公差域约束几何变动范围的求解。借助ACIS几何造型工具开发了原型系统,实现了虚拟环境下的公差域构建和可视性显示,相关模型和算法也通过实例进行了验证。     

计算机辅助公差标准化优化设计的研究

为保证产品实现标准化生产以及实现产品公差的标准化设计,对产品标准化公差与制造成本的建模以及公差标准化算法的实现作了全面深入的分析,提出了具体可行的标准化计算机辅助公差优化设计模型,并提供了应用实例。     

多属性层次式公差表示模型的建立及形位公差推理方法研究

为了解决现有CAD软件无法对公差信息进行分析与推理的问题,提出一种多层次、多节点的面向公差表示的优化多属性有向图,通过多属性有向图建立层次式公差表示模型,实现了公差语义在计算机中的表达。随后根据公差理论的性质和规律,基于多色集合分两阶段对形状公差和位置公差进行推理,最后用实例对该理论模型进行了有效性验证。     

面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法

为提高再制造零部件利用率并提升再制造复杂机械产品的装配精度,提出了一种面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法。在分析再制造复杂机械产品装配特点的基础上,对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分;从装配精度角度出发,综合考虑装配过程中的质量损失和成本差异,以尺寸链为约束,构建了公差带优化模型,并研究了基于遗传算法的模型求解过程;在此基础上,提出了基于历史数据的正向推理模式,以及基于装配实时信息的逆向推理模式,推导出装配优化方案集并对车间异常情况作出及时响应;最后,开发出再制造发动机装配过程在线质量控制系统原型,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展,阐述了虚拟装配技术在装配工艺规划、装配精度预分析、管路与线缆装配及装配现场管理等方面的应用和发展.提出了半沉浸式虚拟装配工艺规划系统的整体思路及实现方法;虚拟环境下的线缆和管路的离散控制点建模及动态布局技术;虚拟环境下的带公差的产品建模方法和装配精度预分析技术.指出虚拟装配工艺规划技术能充分利用人的经验和感知,通过模拟真实装配过程,不仅可实现产品的装配顺序和路径规划,而且也是提高装配精度和装配可靠性问题的有效手段,为提高装配现场现代化管理水平提供了有效途径.     

虚拟装配中的混合设计建模方法研究

针对现有虚拟装配建模方法不能为装配序列规划提供完整模型信息的问题,分析了自底向上和自顶向下建模方法在虚拟装配应用中的优、缺点,根据装配序列规划的要求,结合两种建模设计方法的优点,提出了一种混合设计方法建立产品的装配模型。该方法采用自顶向下建模方法进行了产品总体设计,使装配模型具有产品的结构层次关系信息;在产品细节设计上采用了自底向上建模方法,使装配模型具有零部件的约束关系信息,得到了完整的产品装配模型信息。通过建模应用实例,验证了混合设计建模方法的可行性,以及模型信息的易提取性。研究结果表明,利用混合设计建模方法得到的模型,能够满足虚拟装配对产品装配模型的要求,可以为虚拟装配序列规划提供完整的模型信息。     

面向协同虚拟装配的模型表达技术研究

针对部件级别的协同虚拟装配,提出了协同虚拟装配环境下的模型表达方法和数据转换方法.该方法根据协同虚拟环境下交互装配仿真需求,将部件模型分为显示层、逻辑层、碰撞检测层、部件信息层,形成具有四层次的产品模型表达.开发了数据转换接口,获得了四层次的产品模型.在汽车部件级别虚拟装配的应用表明,该模型表达和数据转换方法能够满足协同虚拟装配交互仿真需求.     

基于全息产品建模的虚拟加工

从虚拟产品的科学定义出发,发展一套全息产品建模的方法。全息产品建模不仅重视产品定义数据及其在各应用阶段的视图,还要考虑相应的应用环境定义数据,以及产品与环境的相互作用规律。全息产品模型的概念覆盖了产品全生命周期的需求,反映了产品模型动态的演化特性,主了使使用者能逼真地感知产品特性,甚至为驾驭产品特性提供了理论基础。本文还从虚拟加工的角度研究加工环境建模,以及环境与虚拟产品之间相作用机理,实现了基于     

虚拟环境中产品动态物理模型构建方法的研究

在虚拟环境中，构建的产品模型是一个包含质量、位置、重量、表面变形、表面纹理、硬度、变形模式等多维物理信息的动态物理模型。动态物理模型以直观的物理方式动态、实时响应用户操作，具有物理特性与几何模型和行为模型相融合的特征。用离散虚拟对象方法构建了可变形的动态物理模型，研究了动态曲面描述、虚拟对象离散的方法，对影响物理模型的主要因素进行了讨论。针对雕塑曲面建立了可变形的动态物理模型，验证了模型的正确性。     

面向快速配置设计产品资源平台

从快速配置设计要求角度，分析了产品资源平台的基本功能；对产品资源信息组织模型进行了形式化描述，提出了一个由主模型、子模型、基本信息模型和节点信息模型组成的产品资源平台信息模型；介绍了通过产品分类编码和主属性表进行产品历史信息重构的方法，该方法有利于产品信息规范化管理；根据这些方法，结合PDM系统的功能，实现产品信息建模和重构，是建立多视图产品资源平台的有效途径。     

A modeiing approach for designing a value chain of virtual enterprise

As the advent of digital economy changes business environment dramatically, virtual enterprise (VE), in general the interactions among business partners in a value chain, has become a key factor to survive under the competitive business environment. VE reveals that more complex and dynamic business processes should be considered as assembled service components in order to integrate the collaborative business processes. Therefore, a formal standard schema for describing and managing the business processes is required. In this paper, we propose a consistent modeling approach that combines enterprise modeling and simulation modeling to design a value chain of a VE. This methodology will provide designers with insight into the business processes of a VE and help identify and resolve unpredictable bottlenecks on the execution of virtual business processes. This paper also illustrates an implemented modeling tool which is based on the generalized model suggested by the working group of the international conference on enterprise integration and modeling technology (ICEIMT) and notations by the object management group (OMG)’s unified modeling language (UML) profile for enterprise distributed object computing (EDOC).     

虚拟农业移动机器人采摘行为的知识建模

针对农业果树采摘手段原始和机械落后状况,首次提出面向虚拟农业智能移动机器人采摘行为的知识建模。首先研究虚拟环境(VE)下机器人采摘行为,提出了层次结构和行为的知识建模方法,对VE中的机器人结构和行为进行知识分类和表达。其次,建立了关联知识库和知识模型。然后,提出基于粗糙集的行为知识分类处理,把农业智能移动机器人的作业行为分为三类行为,通过分类对冗余知识进行属性约简。最后,通过知识建模,实现了VE下机器人的行为推理和仿真。     

A modeling approach for designing a value chain of virtual enterprise

As the advent of digital economy changes business environment dramatically, virtual enterprise (VE), in general the interactions among business partners in a value chain, has become a key factor to survive under the competitive business environment. VE reveals that more complex and dynamic business processes should be considered as assembled service components in order to integrate the collaborative business processes. Therefore, a formal standard schema for describing and managing the business processes is required. In this paper, we propose a consistent modeling approach that combines enterprise modeling and simulation modeling to design a value chain of a VE. This methodology will provide designers with insight into the business processes of a VE and help identify and resolve unpredictable bottlenecks on the execution of virtual business processes. This paper also illustrates an implemented modeling tool which is based on the generalized model suggested by the working group of the international conference on enterprise integration and modeling technology (ICEIMT) and notations by the object management group (OMG)’s unified modeling language (UML) profile for enterprise distributed object computing (EDOC).