面向BIM的铁路信号线缆自动布线研究

铁路信号系统线缆三维建模是工程安全交底,提高信号系统安装工艺与施工效率的重要手段。为了解决目前流行的BIM设计软件通过手动选取路由点生成线缆的方法在铁路信号系统大规模线缆布设时效率低且对柔性线缆建模支持不足的问题,开发了一种自动三维布线系统。首先提取信号设备BIM模型属性信息,建立属性判断规则,生成初始线缆路由点;然后建立基于工程规则的路由点选择模型,通过A~*算法求解得到线缆的最优路径;最后通过拉伸建立线缆三维模型,计算并输出线缆长度等信息,实现线缆的自动布设。通过工程实例验证了技术的可行性。     

面向BIM的铁路信号线缆自动布线研究CSCD

铁路信号系统线缆三维建模是工程安全交底,提高信号系统安装工艺与施工效率的重要手段。为了解决目前流行的BIM设计软件通过手动选取路由点生成线缆的方法在铁路信号系统大规模线缆布设时效率低且对柔性线缆建模支持不足的问题,开发了一种自动三维布线系统。首先提取信号设备BIM模型属性信息,建立属性判断规则,生成初始线缆路由点;然后建立基于工程规则的路由点选择模型,通过A*算法求解得到线缆的最优路径;最后通过拉伸建立线缆三维模型,计算并输出线缆长度等信息,实现线缆的自动布设。通过工程实例验证了技术的可行性。     

轮廓扩展方法下的电气线缆布线技术研究

电气线缆布线是影响机电装备质量与可靠性的关键技术之一,布线路径是其中的核心问题。提出一种在轮廓扩展方法下的电气线缆自动布线算法。这里的方法在满足一定约束模型的情况下,构建了轮廓扩展框用于路径扩展,生成了路径主干道,满足了多目标同时共路径走线的要求。添加了搜索步长因子,使扩展轨迹得到了良好的收敛。通过对主干道进行简化,解决了在复杂、交错的布线环境中路径的"井"字问题。最后,通过实例,验证了该方法的可行性。     

基于改进RRT算法的线缆自动布线技术

针对机电产品中线缆布局设计效率低、成本高的问题,提出一种基于障碍物与目标吸引的改进快速扩展随机树算法(Obs-GA RRT)的线缆自动布线方法。该方法以基本RRT算法为基础,提出标准扩展、基于障碍物碰撞面片法矢量方向扩展及基于历史与目标点吸引扩展相结合的扩展策略,并采用节点扩展概率准则及多步贪婪准则,自动求解出线缆的布局初始路径,并提出基于扩展碰撞信息的路径优化方法对求解得到的初始路径进行优化。设计并开发了三维线缆自动布线软件系统,进行了算例测试与实例应用,验证了算法的高效可行。     

面向装配的产品配置约束管理模型研究

大量新产品是在原有产品的配置基础上经过继承改进而获得,描述和维护零部件族之间的约束关系成为智能产品配置系统实用化的技术瓶颈。本文提出一个面向装配的产品配置约束管理模型,以本体知识和规则表达为基础实现约束关系的统一表示,利用面向对象方法维护约束关系,满足产品配置实用化的需求。     

虚拟环境中线缆建模及布线的研究与实现

针对虚拟环境中因线缆柔性可变特性而引起的难以表达及操作不便的问题，提出线缆的离散控制点建模方法以及基于离散控制点线缆模型的单控制点局部布线、多控制点局部布线和整体布线方法，达到了在虚拟环境中对线缆进行快速布线的目的；通过实时跟踪和记录线缆控制点的空间位姿，实现了布线过程及结果数据的存储，为后续的布线工艺规划奠定了基础。     

线缆虚拟布线与敷设过程仿真技术

为提高复杂机电产品中线缆布线的质量和装配可靠性,结合机电产品中的线缆研制流程,提出一种虚拟环境下的线缆布线设计、装配工艺规划和安装仿真集成方法,重点对虚拟环境下基于图论的线缆数字化模型建立、交互式线缆布线与敷设过程仿真、基于逆运动学和能量优化法的线缆运动仿真方法等关键技术进行阐述。所开发的线缆虚拟布线与敷设仿真系统已在航天产品的研制中得到局部应用,初步实现了线缆的数字取样和敷设过程仿真。     

面向改进RRT算法的回转空间布线技术研究

为解决回转空间下曲率变化大、线缆搜索效率低等问题,提出一种面向改进RRT算法的线缆路径规划的方法.通过对回转空间建模和布线空间划分进行研究,减少了不必要的搜索空间,提高了搜索效率.为解决RRT算法中采样点和扩展方向随机性过强的问题,避免节点"斜跨"表面敷设过大,提出了轴向约束角度采样策略,同时为提高算法整体搜索效率,提...     

面向交叉装配的线缆虚拟装配规划信息管理技术

在分析线缆虚拟装配规划过程中需管理的信息的基础上,以装配任务和布线任务为基本信息载体,提出了面向交叉装配的线缆虚拟装配规划过程描述模型,实现了装配规划历史信息的记录。研究了线缆虚拟装配规划结果信息后处理技术,将结果信息处理后以装配动画、报表清单、初始装配工艺文档等形式输出,可达到用虚拟环境下的规划结果指导生产实际的目的。在自主开发的虚拟装配原型系统VAPP上对上述技术和方法进行了实例验证。     

面向人为差错的多通道约束匹配模型

为减少用户使用产品时出现人为差错的概率,提高产品的使用效率,建立了面向人为差错的多通道约束匹配模型。分别从认知层面与执行层面对造成人为差错的因素进行探讨,应用基于假设的真值维护系统理论得到3种差错类型,分别为认知错误、认知失效和操作失误。从视觉、听觉和触觉3个通道为产品加载设计约束,构造问题求解器,建立差错类型环境与通道类型集合的映射关系,从而得到多通道约束匹配模型,实现非单调推理。以某品牌车载导航仪为例,提取人为差错因子,基于多通道约束匹配模型架构建立导航任务过程中的面向人为差错的多通道约束子模型,并通过该子模型找到导航出错的有效约束,从而减少车载导航仪在使用过程中产生的人为差错,提升车载导航仪使用绩效。建立面向人为差错的多通道约束匹配模型,为减少用户使用产品出现人为差错提供了基础研究架构。     

面向线缆路径规划的改进萤火虫算法研究

为实现线缆在约束环境下优化布局,对布线环境的建模方法以及线缆路径规划的算法进行了研究。采用栅格法对布线环境建模,使搜索空间离散化并对搜索空间中的障碍边界进行处理。同时论述了标准萤火虫算法(FA)的缺点,提出了一种面向线缆路径规划的改进萤火虫算法(IFA)。该算法利用混沌映射初始化萤火虫的位置,把精英个体择优变异与萤火虫算法相结,在保证算法的收敛速度下,提高了算法的全局搜索能力,最终通过与其它人工智能算法对比,验证了该改进算法的可行性。     

智能化综合布线系统工程线缆材料损耗率统计计算法

介绍了信息化系统基础建设线缆材料用量及损耗率的统计分析法.     

面向生产线仿真模型的优化技术研究

针对复杂生产线控制参数的优化问题,提出了一种基于遗传算法的仿真优化方法,该方法在传统遗传算法的基础上,采用小生境种群生成技术、整体与局部交叉繁殖策略和自适应变异算子,在实际测试中大大地提高了优化的效率.最后给出了算法的求解实例及与同类软件的比较结果.     

某机载天线射频线缆布线设计与长度优化

针对某机载天线射频线缆布线设计与长度优化问题,提出人工布线与多目标优化相结合的方法。以线缆总重量最小为目标,线缆分组等长为约束条件,构建线缆长度多目标优化数学模型,采用MATLAB的遗传算法函数完成问题求解,有效简化设计过程,提高布线效率。     

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.     

面向数控自动编程的模型识别技术研究

传统模型特征识别一般只能识别标准的孔、槽特征,当特征组合复杂、特征面缺失时则无法识别并给出候选工艺,为了有效支撑数控自动编程模式,提出一种架构线、面和边界基础几何特征框架的方法,以特征面凹凸和边界关系为基础设计模型分解规则.从STL文件中获取三角形面片数据,提出改进面积分布算子进行特征识别,同时给出了模型特征识别自动编程应用流程,以实现数控自动编程加工的新思路和新办法,最大程度上实现数控编程自动化,提高编程效率及软件对复杂加工对象的适应性.     

面向虚拟现实的CADDS5模型转换技术研究

随着船舶大型化的发展趋势,三维设计数据量越来越大,基于CADDS5软件的大型船舶三维模型数据转换难以实现。详细地分析了含有上万个模型的大数据量采用传统转换方法存在的问题,提出了一种高效可行的转换方法,能快速将大型船舶全船的三维模型转换成轻量可视化模型,打通与虚拟现实软件的数据接口,实现在三维轻量可视化环境中对大型船舶设计过程的监控及干涉检查,缩短设计周期,改善设计质量。     

面向复杂曲面产品的模型检测技术研究

在分析已有模型检测技术的特点及其弊端的基础上,提出了曲面产品的模型检测技术.对该技术的具体实施步骤进行了研究,并通过分析总结出该技术的优点.最后通过应用实例验证该技术可提高模具的制造效率,节省模具生产后的修模时间.     

面向复杂电子设备线缆数字化集成设计制造

文中针对传统三维建模软件用于线缆设计时效率低、设计一致性差的问题,开展了基于CATIA定制开发平台的线缆数字化集成设计平台研究。通过建立连接器、线材、辅料等的数据库和基于知识的线缆物料匹配性映射规则,开发了针对柔性线缆和半刚性线缆的线缆路径快速设计模块;通过快速编辑控制点实现线缆路径的高频次快速迭代优化;最后采用自动输出模块实现线缆图纸和制造数据的快速生成,并将成型数据自动导入线缆成型系统和基于混合现实的线缆引导装配系统,实现线缆从设计到制造的模型贯通。通过上述研究实现了线缆组件从路径规划到详细设计和制造一体化的集成应用,使线缆设计效率提升了3倍以上。