基于特征的协同产品建模

产品模型是产品设计、制造的基础,存在于产品的全生命周期中。协同、并行的产品设计与制造需要与之相适应的建模系统。本文在总结了目前流行的一些产品建模系统后,提出一种适应于协同设计的建模方法;引入形状特征的概念,完成产品的形状特征建模;采用特征转换和映射工具将产品的形状特征模型转换为工程特征模型并映射到不同领域的应用中,以实现产品的协同设计与制造。     

网络化制造中XML文档结构模型与应用研究

针对网络化制造系统中分布式异构环境下产品协同设计制造数据结构化和非结构化的特点，提出了网络化制造中产品设计制造信息资源的XML统一描述，以及XML文档树结构的定义与模型，并将该模型应用于Web结构的产品异地协同设计制造系统，给出了XML．样式化接口和映射接口的实现机制。以机加件类零件为例，给出产品文档树型结构模型的模板与映射接口的实例化，不仅实现了Web环境下的产品异地协同设计中信息资源的浏览与交互处理，而且通过数据映射接口，为远程机加件的在线加工后处理提供了有效的数据。     

集成环境下的产品建模和特征模型

研究集成环境下的产品建模和特征模型一直是制造领域的热点。本文在现有特征建模的基础上，提出一种新型的集成型建模系统，设计了实现产品信息集成的特征转换机制，建立了三层组织的产品模型结构，最后讨论作为信息建模和特征转换的基础——元特征的构造。     

集成环境下的产品建模和特征模型

研究集成环境下的产品建模和特征模型一直是制造领域的特点。本文在现有特征建模的基础上，提出一种新型的集成型建模系统，设计了实现产品信息集成的特征转换机制，建立了三层组织的产品模型结构，最后讨论除为信息建模和特征转换的基础－－无特征的构造。     

基于企业资源的设计重用研究

在中国国家“十五”科技攻关重大项目《沈阳市用高新技术改造传统装备制造业示范工程》支持下，研发大型成套装备产品设计开发支持系统技术，解决产品设计开发方法问题，报告基于企业资源的设计重用研究成果。 通过对当前中国大陆机械制造企业产品开发设计现状的分析，基于产品并行和协同设计理论，提出设计关系模型，以体现产品设计的并行、协同、面向全生命周期等属性；突出设计师对设计过程的触发和参与——在从概念设计到详细设计的过程中，设计师应能简捷有效地在一定层位对设计进行修改。 借助产品创新设计原理、方法及合理化工程等理论，分析产品开发与建模过程。以最大限度实现并行工程与协同工作环境的设计重用，提出基于并行工程的机械产品创新设计平台PDM概念。平台PDM由基础环境层、应用支持层、应用工具层及应用界面层组成。提出产品设计过程及产品结构物理模型，基于实例与特征技术、产品结构与PDM映射，建立数学模型、映射模型及实例模型，明确设计过程关系，使PDM系统成为实现概念设计重用的系统。     

基于STEP-NC的CAD/CAPP/CAM/NC集成系统研究

介绍以ISO14649中STEP-NC为基础的集产品设计、工艺设计、加工制造为一体的新CAD/CAPP/CAM/NC体系结构,研究联结产品设计和STEP-NC加工制造的工艺设计步骤,着重分析设计特征和制造特征的转换、制造特征分解、零件工艺信息模型及制造特征排序的机制。在Pro/E设计特征系统的支持下先进行CAD设计,然后通过Pro/TOOLK IT提取制造特征,建立零件工艺信息模型,再根据特征组工艺库、知识库和制造资源库对工艺方案进行整理,最后生成STEP-NC文件。     

面向MDO的复杂产品多学科视图建模技术

提出了面向MDO的复杂产品多学科视图建模技术,给出以主模型为导向的多学科并行建模技术路线。通过建立复杂产品设计过程的层次分解与映射模型,分析产品组成的多学科性;给出多学科并行的设计方法,以实现各学科子系统功能的独立性;通过多学科视图建模的一致性规则及多模型的协同运行策略,解决冲突的协调问题;采用面向对象方法,建立起多学科视图建模技术的层次实现结构;基于优化技术与CAD/CAE的技术集成,实现多模型协同仿真与优化。该技术应用于汽车车身的多学科建模与仿真优化,实现了设计信息的动态交互与多学科共享,有效改进了产品设计水平,提高了产品的设计效率。     

基于模型融合与映射的零件可制造性分析建模技术

针对零件可制造性分析模型的构建问题,提炼出构建可制造性分析模型的三大技术:模型重用技术、多维度建模技术、模型融合与映射技术.利用模型重用技术建立零件制造特征模板库,引用模板开展零件设计,建立设计模型;利用多维度建模技术将设计模型分解为制造对象模型、制造过程模型、制造资源模型和特征关系模型;利用模型融合与映射技术将制造对象模型、制造过程模型、制造资源模型和特征关系模型组装成逻辑上完整的可制造性分析评估模型.在法兰盘可制造性案例分析中,通过使用三项模型构建技术提取零件制造特征,分析和评估零件制造特征,提出改进零件结构工艺性和加工工艺性的建议,实现设计、建议、改进设计的螺旋式循环.     

基于设计特征的机械产品制造能耗关联建模

为有助于在早期设计阶段评估产品制造过程能耗、改进产品设计方案、促进制造节能,提出一种基于设计特征的机械产品制造过程能耗关联建模方法。提出产品宏结构特征(空间位置关系与连接关系)与微结构特征(材料特征、形状特征、尺寸特征、技术特征)的概念,来表征产品零部件间层层约束关系;建立基于设计特征的产品设计方案表达模型。对制造过程直接能耗和间接能耗与产品设计特征进行关联性分析,提出基于设计特征的制造能耗量化方法,建立了产品制造过程能耗关联模型。以计算和分析某变速箱行星架制造能耗为例,验证了所提方法的可行性。     

基于设计特征的特征转换技术研究

分析特征和特征转换技术,并建立一个基于产品设计特征模型的特征转换系统,实现产品特征模型由设计域到加工域的转变.同时,对实现系统通用性的关键技术--设计特征信息的获取进行了研究.     

基于设计特征的机电产品低碳设计方法

为支持在产品设计阶段进行生命周期碳足迹评估以及设计方案低碳优化,提出一种基于设计特征的产品低碳设计方法。构建产品设计方案特征表达模型,来表征与产品生命周期碳足迹相关设计信息;通过分析产品设计特征与生命周期碳足迹的关联映射关系,提出基于设计特征的产品碳足迹评估方法;建立基于差分算法的低碳优化模型,以生命周期碳足迹最小为目标优化设计特征,获取低碳性能最优的设计方案;以某冰箱作为研究对象进行低碳设计,验证所提方法的可行性和有效性。     

GPS恒定类的产品规范与认证应用

基于新一代产品几何技术规范(GPS)恒定类特征理论,提出GPS恒定类特征建模方法,以及零件特征模型结构与恒定类的映射关系.开发了试验性GPS应用系统,完成了圆度公差实例的规范及认证过程,验证了在产品设计中应用GPS标准的方法.     

基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模

为解决多设计团队协同产品设计过程中设计知识共享和重用困难等问题,提出了一种基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模方法。分析了多设计团队协同产品设计的特点,建立了多设计团队协同产品设计工作模型,提出了多设计团队协同产品设计知识本体构建框架。以本体建模理论为依据,以机械产品协同设计为研究背景,利用分类和描述的思想方法对基于本体的多设计团队协同产品设计知识建模过程进行了研究,包括设计知识的分类与概念抽取、设计知识的OWL描述以及属性定义。在此基础上,构建了机械产品协同设计知识本体模型。最后通过应用实例验证了该方法的可行性和有效性。     

面向特征的产品数据库中特征有效性的维护

并行和协同产品设计已经成为当前的流行设计模式.具有粒度的产品数据库是理想的支持基于网络的协同设计数据源.重点讨论如何维护面向特征的数据库中产品特征模型的有效性.应用所提出的约束解决方法,能保证产品数据库中特征模型的有效性以支持多应用产品协同设计.     

零件设计域到制造域的特征映射机理研究与应用

通过对特征映射机理及其映射过程的分析，提出一个基于零件特征模型、面向井行工程的特征映射系统。系统由预处理、筛选、提取及聚合等四个子系统组成，完成零件从设计特征到制造特征的映射，从而实现零件在特征层上的信息转换。以实例对系统进行验证。     

集成系统GS—ICCC中特征技术的研究与实现

本文形式化地描述了特征及其相关属性 ,分析了特征的生成属性。在解决特征一致性问题时 ,首先将特征分为应用特征、形状特征及特征表示三层 ,然后通过特征转换和特征映射将制造特征与设计特征有机地结合在一起 ;抽象特征概念的引入 ,减少了CAD系统与CAPP/CAM系统之间的信息转换 ,同时又使得在产品的开发初期 ,设计师和工艺师就能进行并行工作。本文详细给出了系统ZD -MCADII在集成系统GS -ICCC中与CAPP的特征接口。     

面向集成的特征建模技术研究

针对基于特征的设计与制造集成的产品建模要求,提出几何模型与工程属性数据分离,并通过指针、引用建立关联的模型结构.该模型将数据统一管理,零件属性信息以独立于模型的XML(可扩展标记语言)文件形式保存.不同阶段所需信息通过XML文件进行传输.几何模型数据来源于特征库中的特征和用户自定义特征,以及人工输入的工程信息.在统一的产品模型数据源下,建立包含产品设计与制造信息的集成模型,为实现CAD/CAM集成提供数据.     

制造特征到夹具特征的映射研究

介绍了夹具规划研究中各种特征模型的应用，分析了进行特征转换的必要性，并着重探讨了零件制造特征与夹具特征间的映射问题。给出了该范畴中的特征映射的基本思路和算法，从而实现了不同特征模型之间的转换。     

支持方案设计和技术设计的产品模型研究

基于表达设计意图和支持产品设计全过程的思想,分析方案设计和技术设计过程及产品信息的形成过程,提出支持产品方案设计和技术设计的产品模型。给出了产品组成结构、装配关系和结构设计3类产品信息的模型,其中结构设计信息包括装配特征、工艺特征和结构特征。列举并分析实现装配关系的装配特征实例,研究装配关系与装配特征间的功构映射,提出依据工程实际建立装配关系与装配特征间的稳定映射,实现产品设计知识的显示表达。最后用实例说明产品信息的传递和生成过程,验证该模型的有效性。     

2K-V型减速器系列产品的参数化设计与系统开发

针对复杂的系列产品,以实现快速设计,并为后续的仿真和制造提供数字化模型为目标,提出基于特征的系列产品中性结构建模方法,研究了产品级的参数化设计方法;以2K-V型减速器系列产品的设计为例,在Pro/E环境下建立产品的中性结构模型,利用Pro/FOOLKIT开发工具实现了中性结构模型到产品设计实例的快速映射;开发了2K-V型减速器参数化设计系统,实现了系列产品的参数化快速设计,该参数化设计方法对其他产品的设计具有广泛的参考借鉴价值.