现代产品几何技术规范(GPS)体系的理论基础及关键技术研究

针对传统的几何公差体系存在的突出问题，着重研究探讨新一代GPS标准体系的构成原理、基本准则、内在规律及应用特点；在此基础上，对该体系的理论基础及关键技术进行深入地研究和探讨，揭示并阐述其“一条主线(规范，模型)、两种关联(不确定度与操作算子)、三个创新(基于统计优化的不确定度理论及拓展技术、基于对偶性的模型与操作技术、基于应用数学的数字化描述技术)”的构造模式规律及本质特征；进一步明确新一代GPS体系在实现“功能—规范—检验，认证”全过程统—规范和数字化描述与集成控制方面的关键性(支撑)技术基础；并提出建立我国GPS体系的应对策略。     

现代产品几何技术规范(GPS)的数字化理论基础

现代产品几何技术规范(generation geometrical product specification and verification，GPS)是ISO／TC213针对产品的设计与制造而规定的一系列宏观和微观的几何技术规范，它包括产品的规范过程、生产过程、认证(检验)过程以及不确定度的评定和控制。表面模型是ISO／TC213GPS语言中新提出概念，它是实现GPS系统阶段功能的操作基础和系统关联基础，表面模型需要由相应的“要素”和“特征”予以定义和描述。ISO／TC213GPS将工件／要素分为七种恒定类，所有的理想要素都属于七种恒定类中的一种，且可由其位置要素和本质特征进行定义与描述；位置特征则定义了要素之间的关系。第二代GPS系统通过表面模型、恒定类、恒定度、特征等概念的引入和互补应用，实现了几何要素从定义、描述、规范到实际检验评定过程中数字化控制功能的飞跃，比较有效地解决了产品在“功能描述、规范设计、检验评定”过程中数学表达统一规范的难题。     

现代产品几何量技术规范(GPS)国际标准体系

现代产品几何量技术规范(GPS)是国际标准化组织“尺寸与几何技术委员会(ISO/TC213)”基于新一代GPS语言提出的新的国际标准体系,它以计量数学为基础,给出产品功能、技术规范、制造与计量之间的量值传递的数学方法,为产品设计、制造及计量测试人员提供了一个无歧义的信息交流平台。详细研究了新体系的框架、概念及运作方法,给出它的科学基础,提出实际应用的方法。     

新一代产品几何量技术规范(GPS)中的几何要素

几何要素是构成工件几何特征的点、线和面。研究了新一代产品几何量技术规范(GPS)中几何要素的术语、定义、分类以及它们之间的相互关系,介绍了几何要素的操作与操作算子等数学处理工具,并给出了在产品设计、规范和认证过程中的应用。     

现代产品几何技术规范(GPS)中基于对偶性的操作技术及其应用

揭示现代产品几何技术规范（geometrical product specification and verification，GPS）中规范过程和检验／认证过程的物象对应关系，以及其表面模型存在着对偶性、操作技术存在着共性的内在规律性；井以几何误差的检验／认证过程为例，阐述利用操作及算子技术实现GPS计量过程数字化的可能性及应用规律；进一步明确基于对偶性的表面模型、操作及操作算子技术，对于实现GPS设计与计量的统一性、与CAX的集成性和数字化功能是至关重要的。     

现代产品几何技术规范(GPS) 的不确定度理论及应用技术研究

新一代GPS（generation geometrical product specification）在测量不确定度的基础上扩展了不确定度的概念,将不确定度应用到几何产品的“功能、规范、认证”的全过程。文中着重分析新一代GPS不确定度的构成、相互关系及GPS过程量化统一的内在规律性;明确不确定度与操作算子之间的关系,揭示GPS不确定度理论的概念基础、应用规律及技术经济性;研究新一代GPS基本原则与不确定度之间的关系规律,给出减小GPS不确定度的对策和措施;并在此基础上,以产品质量认证为例,进一步分析研究GPS测量不确定度规范及其应用技术。     

产品几何技术规范(GPS)体系构成及关键技术的解读

结合《GB/Z 20308-2006产品几何技术规范(GPS)总体规划》,介绍了GPS标准体系的特点,分析了通用GPS标准的矩阵结构、标准链组成及分层结构,解读了GPS标准体系中用数字化描述公差信息、用对偶性统一规范设计和检验认证、将不确定度理论拓展到公差设计全过程等关键技术,并用简例说明其应用。     

新一代产品几何技术规范(GPS)对制造业的影响

介绍了产品几何技术规范(GPS)的发展概况,归纳出新一代GPS体系倡导功能公差理念、按计量学设计公差、体现并行工程思想、实现与CAx系统有效集成等4大特点,分析了新一代GPS体系将给制造业带来的积极影响,探讨了目前的研究方向,提出了加快中国GPS标准应用平台建设的若干建议。     

新一代产品几何技术规范(GPS)体系中不确定度理论及应用技术的研究

不确定度理论及应用技术是新一代GPS标准体系中的关键技术之一。新一代GPS利用不确定度的量化统计特性和经济杠杆调节作用,实现产品设计、制造和检测/认证全过程资源配置的优化。     

新一代产品几何技术规范测量不确定度理论及应用技术

研究了测量不确定度的统一评定和表述方法，用新一代产品几何技术规范（GPS）基于GUM及系统量化统一的新思路，拓展了测量不确定度的概念，规范了测量不确定度的评定程序。在此基础上，将测量不确定度的概念拓展至GPS系统，利用拓展后不确定度的统计、量化特性，将产品的功能、规范与测量评定量化集成。通过不确定度的经济杠杆调节作用，实现过程资源配置的统筹优化，提高产品的综合效益。     

基于GPS的提取操作模型及其应用规范研究

揭示现代产品几何技术规范(geometrical product specification, GPS)中基于提取方案和提取点数的提取操作模型的构成规律;通过分析提取操作与产品功能特征、结构形状特征以及轮廓谐波成分之间的内在规律,给出面向产品几何特征的数字化设计和计量的基础提取规范;并运用实例阐述该规范在工程实践中的实现方法, 明确提取规范对于实现产品数字化规范设计与计量、丰富并完善ISO及我国现行GPS标准体系是至关重要的.     

基于GPS的线性尺寸计量认证技术研究

基于对新一代GPS（dimensional geometrical product specification and verification）线性尺寸规范及其数字化理论基础的分析,揭示并阐明新一代GPS线性尺寸规范以产品功能特征为中心、以“规范设计”与“计量认证”统一为原则、以计量数学为基础的规范思路及内在规律性;基于计量学和操作技术,给出线性尺寸计量认证中、实现实体计量系统与虚拟计量技术互补的思路与方法,并进一步建立其线性尺寸数字化计量认证的关键操作——拟合的数学描述及线性规划模型,开发出线性尺寸数字化计量认证（软件工具）系统;并在此基础上,进一步给出基于GPS数字化技术的虚拟综合量规设计与应用方法,以满足产品特定的功能要求;并通过实例说明其工程价值及技术经济意义。     

新一代产品几何量技术规范(GPS)标准体系研究

新成立的国际尺寸与产品几何技术委员会(ISO/TC213)提出了新一代GPS标准体系,该标准体系由基础、全局、通用和补充GPS标准组成。新一代GPS标准为产品的设计、制造、检验与评估提供了一套完整的技术规范。分析了新一代产品几何量技术规范(GPS)的系统模型、标准体系、关键技术、目前的研究方向与内容,以及我国新一代GPS标准体系的建立途径。     

基于GPS的圆度、圆柱度误差数字化计量方法研究

基于对数字化计量过程中关键操作技术的研究,给出圆度、圆柱度误差计量的操作算子构成策略及选用原则,并针对传统的几何误差评定中随意性大、评定参数单一、效率低下等不足,提出现代几何误差计量中以"高效、规范"为目标的多元化评定思想.并通过实例说明该数字化计量思想的运作模式及其工程价值,进一步明确基于GPS(geometrical product specification)的数字化计量方法对于实现误差评定的数字化、规范化和高效化是至关重要的,同时,对于促进国家(际)标准的发展及有效应用也具有十分重要的意义.     

新一代GPS操作技术在平面度误差评定中的应用

现代产品几何技术规范(GPS)中提出的操作及算子技术,为实现几何产品检验/认证过程的数字化和规范化提供了必要的技术基础。文章在阐述GPS操作及操作算子技术的基础上,进一步以平面度误差的评定为例,详细分析了传统的平面度误差评定方法中存在的不足,研究并分析了基于GPS的平面度误差数字化评定的实现思路及关键技术。