装配设计意图的语义表示

在传统计算机辅助装配设计意图信息表达的基础上,提出一个基于本体和资源描述框架表达模式的装配设计语义表达框架;通过领域知识规范的语义概念及其属性关系的本体定义和实例化的资源描述框架描述,为装配设计的装配体组成、连接关系、配合精度和空间约束关系的语义描述提供一个形式化的表达;探讨了对计算机辅助设计产品装配模型自动和人机交互相结合的语义标注方法;通过一个简单装配实例的语义表达,建立了基于语义表达的装配设计资源描述框架/可扩展标记语言文档。为装配设计意图信息的语义推理、查询和智能理解奠定了基础。     

基于本体的装配过程几何仿真框架

为了辅助装配工艺设计和验证,提出一种装配过程几何快速仿真本体框架,以本体模型驱动代替传统数据模型驱动,实现装配过程几何仿真自动建模.通过建立具有一般性的装配过程几何仿真本体模型,解决传统数据模型难以表达装配过程几何仿真中概念的复杂关联和知识表达的问题.在装配过程几何仿真本体模型的基础上,进一步研究本体知识决策的机制,实现仿真建模过程中的自动决策,有效地减少仿真建模的手工工作量.以飞机某翼盒组件的装配过程几何仿真为例,对装配仿真过程中典型的装配顺序决策问题进行决策,验证了所提框架的有效性.     

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。     

语义推理驱动的协同装配技术

为提高协同装配智能型和自动化程度,提出了语义推理驱动的智能装配技术.通过定义装配端口,建立装配元件之间连接关系的高级抽象表达;通过三维语义标注,构建产品三维形体与语义内容的关联,由此构建面向装配的产品本体模型.通过建立语义推理规则库及端口坐标系,实现装配连接关系的自动推理,并自动创建元件之间的配合操作关系.开发了基于自由度分析的三维约束求解引擎,基于推理结果自动求解变换矩阵,最终实现元件的自动装配.开发了智能协同装配原型系统并进行了试验,结果验证了该方法的有效性.     

分析计算agent支持的以装配结构为核心的机械产品设计模式的研究

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ａｇｅｎｔ能够完成异构分布环境下协同设计过程中的逻辑推理、判断、分析计算等复杂工作     

基于SWRL的制造系统知识表达与按需服务过程推理框架

为实现协同制造环境下制造系统服务过程的智能性,提出“需求—资源—服务—过程”为主线的按需制造范式,结合本体、语义推理等技术,提出制造系统基于语义网规则语言的服务过程按需推理框架;建立制造需求、资源、服务、过程的本体概念和关系模型,构建该框架的本体知识库;基于服务按需组合生成动态服务过程思想,运用IOPE模型描述语义Web服务功能语义和动态前后件服务交互特征,提取服务过程触发推理的描述逻辑规则,并通过规则到本体知识属性的映射构建语义规则;运用Protégé和Jess推理引擎实现推理的应用模型,通过推理实验证明了该方法的有效性.     

几何可行装配顺序推理方法及实现技术

在系统分析相关文献的基础上，重点针对装配优先关系推理和几何可行装配顺序计算，提出了一种系统化的分析方法－“几何约束分析”方法。该方法从装配体中各个零件之间的约束方向计算出发，可以自动求解出装配结构本身所固有的、隐含的装配优先关系，而且能够保证推理结果的正确性和完备性。在此基础上，设计出几何可行装配顺序的反向推理算法，并结合实例分析了基于几何约束分析方法的装配优先关系推理，及几何可行装配顺序推理的计     

考虑定位特征的公差规范本体化研究

针对现阶段的公差规范设计很少涉及对定位连接优先级的考虑,将本体引入到公差规范自动生成的研究中。从装配特征面之间的约束关系出发,给定定位连接优先级关系、基本配合约束与自由度之间的关系、公差类型的生成与定位特征面之间的关系等信息,建立公差规范表示模型。基于所建模型,通过Protégé构建公差规范信息本体,并以本体规则的形式显示地表示知识和经验的语义。基于装配体定位连接优先级与公差规范的内在推理机制,实现公差规范设计。通过实例验证所提出方法的可行性。     

基于本体的协同设计产品信息模型研究

在产品协同设计过程中,由于产品信息模型缺乏足够的语义描述,导致协同设计过程中语义级信息共享和互操作困难。本文提出了基于本体的产品信息模型,采用本体对产品信息进行描述,建立了基于语义的信息共享机制,使产品协同设计过程的语义级信息共享和互操作成为可能。最后给出了一个基于本体的产品信息模型的实例。     

产品设计知识服务中本体推理技术应用

针对产品设计知识服务过程中服务方案结构的正确性得不到保证以及服务匹配模型不能全面表达用户语义需求等问题,提出了将本体推理技术与产品设计知识服务过程相结合的方法。采用本体公理推理的方法对服务需求层级结构进行一致性检查,保证了服务方案结构的正确性。建立了SWRL规则库并设计了推理机对需求模型中的隐含关系进行推理和挖掘,丰富了服务匹配模型的语义,使得服务匹配模型可以充分全面地表达用户的知识需求。最后,在某军用车辆知识服务系统中对该方法进行了应用,验证了该方法的有效性和可行性。     

Mechanical Product Disassembly Sequence and Path Planning Based on Knowledge and Geometric Reasoning

A feature-based assembly model is proposed for disassembly sequence planning, and establishing a correct and practical disassembly path for the part in the product, based on geometric reasoning and knowledge. The fundamental assembly modelling strategy for a product is based on the mating features of its parts. An algorithm is introduced which uses the information provided by the mating features of parts in the product to find the candidate parts for disassembly and to carry out disassembly path planning. A complete and accurate interference checking approach is used to ensure no global collision while disassembling a part. In some cases, it cannot be implemented by geometric reasoning alone, so a set of criteria and heuristic rules based on knowledge, constraints, relationships among parts, and quantitative disassemblability assessment are used. It can also be carried out interactively by the user when necessary. The proposed method is integrated with the CAD model of the product. The user can visually disassemble the product while planning, so it is easier to carry out the disassembly planning and generate an optimal sequence.     

产品装配顺序的层次化推理方法研究

提出一种装配优先关系分类模型，将装配顺序规划过程中的各种装配优先关系分为几种优先关系，确定性工艺优先关系和模糊性工艺优先关系3类。并在此基础上，提出层次化装配顺序推理方法，分别从装配顺序的几何可行性、工艺可行性和工艺优良性3个层次，对装配顺序进行递进推理，最终得到性能优良的装配顺序。开发的产品装配分析软件原型系统－－PAAS可以对复杂产品的装配顺序规划进行有效的分析和优化。     

面向实例推理的产品设计本体建模研究及应用

分析现有基于实例推理的产品设计系统,针对其缺乏对实例功能、行为等描述的缺点提出面向实例推理的产品设计本体模型,并利用本体技术建立基于实例推理的产品设计实例本体及产品设计实例本体模型.依照产品设计特点研究产品设计实例本体模型的重要性质,依据实例推理的产品设计给出基于本体的产品设计实例本体检索机制.在检索中利用本体模型的EDCOM数组,通过相似度算法进行匹配找出合适的产品设计实例,在本体模型库维护中给出本体模型的集成算法.最后以汽车零部件企业为实例,并利用本体技术开发了基于实例推理的产品设计原型系统,通过设计系统的产品设计要求、检索实例等功能模块实现了基于实例推理的产品设计.     

A novel approach to the geometric feasibility analysis for fast assembly tool reasoning

A product assembly or disassembly is completed by means of proper tools. The selection of feasible tools is an important process in planning a complete assembly or disassembly sequence. A key tooling consideration in assembly or disassembly planning is to reason the available space for a tool application during the assembly or disassembly of a product. Currently, assembly tool reasoning about space mainly depends on simulation-based or user-interactive approaches because of its computational complexity. These approaches are inappropriate in dealing with various what-if scenarios regarding assembly or disassembly planning in a rapid product development. They also depend on users’ expertise or experience in assembly or disassembly. This paper presents a novel approach to the geometric feasibility analysis for fast assembly tool reasoning. Techniques described in this paper are advantageous not only in the aid of generating a complete assembly or disassembly plan but also in the efficient support of such systems as computer-aided assembly planning (CAAP), design for manufacturing (DFM), design for assembly (DFA), design for disassembly (DFD), and computer-aided tool selection (CATS).     

面向可装配性评价的零件插装方向自动提取方法

零件插装方向是影响产品可装配性的主要特征之一,其自动化提取对于提高可装配性评价的效率具有重要意义。本文提出了一种面向机器人装配的可装配性评价的零件插装方向自动化提取方法,根据给定的产品装配序列及计算机辅助设计信息,运用几何推理技术判断产品零件间的装配关系,建立产品装配关系模型,并基于自由度分析导出零件插装方向。     

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。     

An intelligent fixture design method based on smart modular fixture unit

Fixture is an important assisting resource for manufacturing. Its design is under the combined influence of workpiece, machining methods, material performances, etc. and demands rich experience of the designer, which leads to significant increase in design cycle and costs. This paper researches on a new automatic fixture design methodology based on inheriting and reusing design knowledge. Traditional fixture model is changed to smart fixture model, which is not only a geometric model but also appending geometric knowledge, process planning knowledge, and performance knowledge. On the other hand, the ontology of workpiece’s machining requirement is established for driving smart fixture automatically. Based on the above ontology, the self-selection reasoning method is proposed, for machining planner, which can push unit selection scope and drive its size actively. To drive fixture unit assembly automatically, the self-assembly reasoning method is proposed according to typical feature’s assembly mode. By these ways, the geometric consistency among units as well as unit/workpiece is maintained. In the end, design efficiency and quality is expected to be improved more automatically.     

基于质量特征产品装配顺序规划的逆向推理算法探究

在Petri网柔性装配系统装配顺序规划中引入装配质量要素,并以装配零件的装配自由度,装配作业后稳定性,装配零件配合精度对装配质量的影响作为基本因子,提出装配质量置信度概念,解决柔性装配系统装配规划中装配质量及其定量化问题。根据装配形成的产品在Petri网装配状态图中表示为一个最终库所的特点,应用改进B树模型,提出仅以变迁信息的产品装配顺序规划Petri网逆向推理算法,简化装配顺序规划推理过程,对于多个变迁均可生成最终成品的情况,亦给出装配顺序规划的解决方案,并以摩托车发动机的装配为例,证明该算法是可行的。     

基于本体的可重构知识管理平台

基于知识管理的共性与差异，提出一种基于本体、知识处理模板与基于实例推理方法的可重构知识管理系统框架。在该框架中，知识被视为本体概念的对象实例，通过本体配置，可建立新的知识类别，克服了以往知识类型不能扩充的问题；通过本体、知识处理模板以及内嵌机制，系统自动生成用户界面，并可对不同类别进行区别或缺省处理。简要讨论了基于工作流程的协作知识生产方法。