大批量定制原理及关键技术研究

大批量定制正在成为21世纪制造业的主流生产方式，其核心是尽可能减少产品的内部多样化，增加产品的外部多样化。研究了大批量定制的相似性原理、重用性原理和全局性原理等基本原理，提出了操作性很强的面向大批量定制的开发设计技术、管理技术和制造技术。这些原理和技术已在实际中得到了应用验证。     

相似特征数控工艺的重用评价方法

为了实现对已有零件数控工艺信息的有效重用,提高数控编程的效率和质量,提出一种相似特征数控加工工艺的重用评价方法。通过对已有零件数控工艺设计成果进行挖掘建立以制造特征为核心的工艺信息模型库;通过选择待编的制造特征,从工艺信息模型库中检索出相似制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;对检索结果从精加工和粗加工两个层面进行分析,实现数控加工工艺的重用评价,并根据可重用度值选择不同的数控工艺实例重用模式。实验结果表明,该方法能够对相似特征数控工艺的可重用度进行准确的评价,可以有效地利用相似特征已有的数控工艺信息,从而提高数控编程的效率和质量,满足企业的实际需求。     

支持大批量定制的知识管理方法研究

针对知识管理现状,提出了以PDM系统为平台的支持大批量定制的知识管理方法,阐述了知识管理中采用大批量定制的设计技术和产品数据管理技术的原理。结合某汽车制造企业的实际数据,搭建了企业知识库。实践证明,该方法实现了知识重用,提高了企业实施大批量定制的能力。     

大批量定制原理

阐述大批量定制的外部多样化与内部多样化策略。对大批量定制的相似性原理、重用性原理、全局性原理进行研究,给出相似性的不同形式,论述相似性与重用性的关系,分析相似性与重用性的形成以及全局性改进过程,建立大批量定制总成本的原理模型。通过与完全定制生产、大批量生产的比较研究,提出基于相似性、重用性和全局性的大批量定制平均成本原理。阐述定制价值、定制成本、临界定制点、外部定制点和内部定制点的概念,在此基础上提出大批量定制的定制点原理。     

面向定制产品的数控程序设计

为快速得到产品变型后的数控加工程序,研究了面向定制产品的数控程序设计原理,提出了在产品变型主模型的基础上,建立数字控制程序主模板的数控程序设计方法。为了建立数字控制程序主模板,分析和定义了定制产品的加工特征,并设计了数字控制子程序库;在此基础上,设计了数字控制程序主模板原型;通过数字控制程序生成过程对数据进行了分析、计算和处理,得到了定制产品的数控加工程序。另外,将事物特性表与数字控制程序主模板相结合,实现了数控程序的变型设计。最后,用实例验证了上述原理和方法,结果表明该方法能够实现定制产品开发过程下游的变型响应,有效地支持大规模定制生产。     

基于刀具的特征动态分解的数控编程方法研究

利用数控加工程序的可重用性,从提高数控编程的质量和效率出发,提出了一种基于刀具特征的动态分解策略。根据企业的产品特点和可用的制造资源,按加工设备对特征进行分类和管理,建立了加工特征库,实现了基于特征的参数化、模块化数控程序生成。与现有的特征建模方法不同,该特征模型不但包括特征几何形状信息,而且定义了刀具选择、路径优化和参数驱动的数控程序生成模块。采用这种方法进行数控工艺设计,可大大缩短数控程序设计时间,提高数控代码的继承性和可重用性。     

基于中轴变换的槽腔特征相似性评价方法

为实现对已有槽腔特征数控加工工艺的有效重用,提出一种基于中轴变换的槽腔特征相似性评价方法。将槽腔特征转化为二维加工区域轮廓图,利用中轴变换算法获取轮廓图中轴并作为参考刀具路径;提取局部内切圆参数,依据局部内切圆半径与极限刀具半径的关联映射关系,构建加工刀具半径可行域以及对应有效切削弧长集,实现加工刀具几何属性和切削属性的有效表征;构建层次化相似性加权评价模型,计算两槽腔特征的整体相似性。实验结果表明,该方法能够作为数控工艺重用的判断依据,提高数控加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

三维CAD模型检索驱动的快速数控编程方法

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维CAD模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维CAD模型检索的快速NC编程。将三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

基于PDM的产品数字化设计与数控加工集成信息模型

针对目前数控信息管理重复、无序、分散从而影响产品生产效率等问题,提出了基于产品数据管理的产品数字化设计与数控加工集成信息模型。从计算机辅助设计三维建模、零件信息管理、产品物料清单管理、零件计算机辅助制造处理、数控程序生成、车间排程与数控程序库等方面构建数控加工信息集成模型。通过产品结构信息和零部件信息的集成、车间排程与数控加工信息的关联,以及数控系统与计算机之间的串行通讯等方法,实现了基于产品数据管理的产品数字化设计、排程与制造的集成。提出的方法在产品开发中得到了实际的应用。     

工业设计应用计算机辅助系统的探讨

尝试将工业设计流程分为产品定位分析、产品概念及方案设计、模型制作、市场推广等4个阶段。浅析了这4个阶段计算机辅助技术的应用状况，重点对三维计算机辅助概念设计、数控加工及快速成型技术辅助模型制作等技术进行了探讨。文章力图结合现代制造企业的实际情况，实践证明利用现代计算机辅助技术，可以将工业设计的整个流程进行有机结合，从而形成一个快速、准确、高效的设计系统。     

PDM—CAD/CAM集成与工程数据管理的新技术

产品数据管理（ＰｒｏｄｕｃｔＤａｔａＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＰＤＭ）是基于分布式网络、主从结构、图形化用户接口及数据库管理四方面技术发展起来框架。本文介绍了ＰＤＭ技术的应用背景、基本概念、开放式体系结构及其基本功能（Ｖａｕｌｔ、面向用户的使用功能、实用功能），并阐述了它在企业信息管理中的角色以及与ＣＡＤ／ＣＡＭ、ＣＩＭＳ之间的关系     

一种基于Web的4CP集成支持系统的体系结构和支撑技术

针对当前企业CAD／CAPP／CAM／CAE／PDM(简称4CP)集成的需求以及传统4CP集成方式的局限，借鉴网络化制造的思想，提出了一种解决思路，即利用Web的4CP集成支持系统，为单独企业以及虚拟企业提供4CP集成支持，并对这样的集成支持系统从体系结构以及支撑技术两个方面进行了初步探讨。     

基于CAD/CAM的产品工艺实现与自动编程

以某型手机外壳为研究实例,分析并验证了CREO/NC环境下的产品数控加工基本流程与实现方法,研究内容包括制造模型构建、工艺参数设定、刀具轨迹仿真及NC代码编译等。通过探索CREO/NC模块的自动化加工运行模式,明确了CAD/CAM系统的一体化设计与制造流程,为工业产品的数字化设计、自动化加工及信息化管理提供了重要支持。     

基于PDM的工艺管理研究

工艺是连接产品设计与制造的桥梁，是实现产品信息集成与管理的关键。在研究工艺设计及工艺信息管理的基础上，分析了工艺管理的功能需求，建立了面向产品全生命周期集成的工艺信息模型，提出了基于PDM的两级工艺管理方案，有效地简化了CAPP系统的设计，有利于真正实现CAD、CAPP、CAM、PDM、ERP的全面集成。     

云制造软资源封装研究

在研究现有制造资源的属性描述方法和封装模型的基础上,根据云制造汇聚资源服务进行集中管理以及为多个用户同时提供服务的特点,建立了一种新的基于Web服务的云制造软资源封装架构,并设计出通用软资源描述模型,结合该模型给出软资源封装的一般流程。通过数字化制造支持系统与PDM集成的实现,验证了云制造软资源的属性描述、封装模型建立和封装流程的可行性及合理性。     

网络化的PDM系统及其文档管理研究

PDM(Product Data Management)系统是制造企业信息化工程的重要集成平台。通过对一家制造企业PDM应用案例的分析,探讨PDM系统存在的问题。针对文档管理,讨论基于XML(eXtensible Markup Language)的PDM系统集成框架。阐述以移动代理、分布式四层结构为特征网络化文档管理的运用。     

云制造软资源封装研究

在研究现有制造资源的属性描述方法和封装模型的基础上,根据云制造汇聚资源服务进行集中管理以及为多个用户同时提供服务的特点,建立了一种新的基于Web服务的云制造软资源封装架构,并设计出通用软资源描述模型,结合该模型给出软资源封装的一般流程。通过数字化制造支持系统与PDM集成的实现,验证了云制造软资源的属性描述、封装模型建立和封装流程的可行性及合理性。     

基于事物特性表的CAx/PDM系统的集成研究

为支持事物特性表技术在产品设计、工艺、制造、测量等阶段的应用,深入研究了基于事物特性表的计算机辅助技术系统与产品数据管理系统的集成关键技术,提出了一种统一的基于事物特性表的集成产品信息模型和计算机辅助技术／产品数据管理系统集成框架,并在此基础上构建了集成平台。最后,以汽轮机转子为应用对象,对系统进行了应用验证。     

面向制造业的PDM通用信息集成系统

以制造企业中信息集成为目标 ,研究支持设计信息与管理信息及生产信息集成的一般方法与技术。论文首先从企业信息集成的需求出发 ,分析并建立了制造型企业中产品信息模型 ;随后在 CIMS应用集成平台体系结构的基础上 ,设计了一个面向制造业的 PDM通用信息集成系统 ,阐述了系统的设计原则 ;建立了该系统的功能结构并阐述了其功能 ;最后探讨了系统实现的关键技术 ,并给出了系统实现的环境