三维模型特征识别中的神经网络方法

将神经网络方法运用到三维模型的特征识别问题是一种新的尝试，对于用神经网络解决拓扑性的、不易被形式化的这类问题具有积极意义。本文综述了近10年来各种基于神经网络的三维模型特征识别技术，介绍并分析了三维模型拓扑数据的矢量化方法、不同神经网络模型的识别算法，以及基于层分解技术的特征自组织识别等，可帮助相关领域的研究人员较为完整地了解该领域的研究成果和发展方向。     

基于特征几何变动的三维公差综合建模方法研究

针对计算机辅助公差设计中的三维公差综合问题,研究并建立了基于特征几何变动的三维公差综合方法和模型。在机械产品的装配中,将各零件配合几何特征视为刚体,利用刚体在三维空间中六个自由度方向上的微小几何变动所形成的区域来描述三维公差,在此基础上,采用机器人运动学中的齐次坐标变换方法获得各个特征几何变动量的累积关系等式,并通过工程计算中常用的广义逆求解得到装配功能要求与各配合几何特征自由度变动量间的关系,由此建立三维公差综合模型。最后,将本文阐述的方法运用于齿轮泵装配体实例,得到了轮齿侧向间隙要求与各配合特征几何变动量间的三维公差综合模型,从而验证了本文所提方法的实用性和有效性。     

基于特征的凸轮测量与几何模型重构

当前,凸轮设计侧重于产生面向运动学分析的凸轮轮廓曲面,缺少对凸轮完整几何模型的构建.提出了一种由凸轮实物重构几何模型的设计方法,经特征分析、三坐标测量、数据处理、特征拟合和拼接等过程生成凸轮的CAD模型.该方法基于凸轮特征,重构的CAD模型既面向凸轮的设计,也面向凸轮的加工,应用广泛.以一盘形凸轮为例,阐述了该方法的实施过程.     

几何边界元的细微度和几何模型的细微特征分解

对几何模型进行适当的简化是建立理想有限元分析模型的一个必不可少的步骤,而区分几何模型中的结构特征相对大小是几何简化的关键。对几何模型的边界进行等半径整体倒圆（将这种操作称为“弧化”）具有几何形体的低通滤波作用,通过比较弧化前后的几何模 型,可以确定几何边界元在构成整个形体的重要程度,即几何细微度。以二维图形为例, 说明利用弧化来量化几何边界元的细微度的原理,并提出了以细微边界元为线索识别和 分解细微特征的方法。在细微边界元识别和细微特征分解交替进行的过程中,任意用边界表示法表示的几何模型可逐步简化到任意程度。提出的方法是从设计模型中提取分析几何模型的一种有效工具。     

基于几何特征的整体叶轮三维测量模型与CAD模型对齐方法

提出了基于几何特征的模型对齐方法,并应用于整体叶轮三维模型。提取了测量模型的质心。根据整体叶轮对称性,采用最小二乘法对其轴线进行了估算,并采用加工精度高的轴位置数据对轴线进行了修正,从而将测量模型的质心、轴线与CAD模型的质心及轴线对齐。根据整体叶轮的制造精度特征,采用加权最小二乘法,实现了叶片区域测量模型与CAD模型的对齐。经计算,采用上述方法的最大对齐误差为0.2mm。     

基于特征的三维模型识别技术研究

通过建立规范化的特征库,提出基于特征的三维模型识别技术。根据特征库为三维模型的构建提供参照,在特征查询过程中通过获得三维模型的特征集,提取特征间关系建立特征矩阵,能够快速识别相应的特征模型。利用该技术对复杂的三维零件模型或装配模型的快速识别简单有效,在零件、特征通用化趋势下,该技术具有发展前景。     

影响零件可装配性的几何特征及其识别

阐述了零件的外形尺寸、对称性以及嵌套和缠绕性等几何特征对零件可装配性的影响,并探讨了这些特征的自动识别方法。     

基于PDM的机械产品报价系统研究

论述了快速、详细、合理的产品报价的重要性,分析了机械产品成本估算方法,提出了基于PDM系统的产品配置和报价流程,并对机械产品报价系统的体系结构和数据库设计进行了研究,报价系统的开发与应用有利于提高机械产品报价的效率性和准确性。     

基于场景几何特征的ETC识别范围预测方法

超高频(UHF)射频识别(RFID)系统具有标签成本低、识别距离远等优点,在电子不停车收费(ETC)等智能交通领域具有应用潜力。受电波的随机多径传播制约,实际应用中难以准确估计标签识别范围。针对ETC应用场景具有几何共性的特点,基于电波传播的几何光学方法,通过对标签接收多径射线的构成进行分析,融入场景几何特征和天线射频特征参数,提出了一种标签识别范围的预测方法。实际场景测试与仿真表明,能较精确预测标签在三维空间中的接收功率分布和识别范围,且精确性高于对数正态等经验模型,而复杂性低于电磁场的商用仿真软件。     

基于几何与公差信息的加工特征识别方法

为实现计算机辅助设计与计算机辅助工艺规划系统的有效集成,提出了一种同时利用几何信息和公差信息的加工特征识别新方法。建立了加工资源、加工表面和加工方法三类信息模型。提出了切削模式的概念及以之为基础的表面加工方法生成原理和过程。建立了表面加工方法优化选择模型。采用多目标模糊优化结合蚁群算法求解该模型,为每个加工表面选择最优加工方法,并将在同次装夹中采用同一刀具类型和加工条件进行加工的表面聚为加工特征。最后,通过实例测试,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于多主体知识集成模型的智能产品报价系统

产品报价历来都是企业面向客户的一项关键和复杂的知识工作,需要综合多种信息和知识.传统的人工为主的报价方式使得报价的准确性和及时性难以保证.本文在多主体知识集成模型的基础上,建立了一个智能产品报价系统,运用网络搜索和智能.推理技术,快速形成产品报价表,并在一个光学产品的报价服务中得到了有效的应用.     

需求产品报价系统的研究

提出了需求产品报价系统的概念，它可以在产品的需求设计阶段进行市场需求调查，对用户提出的功能产品进行报价，采用UML描述系统的信息模型，说明了该系统的工作过程，基本模块以及基于Java平台的实现，指出了系统有待完善的几个方面。     

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。     

多零件几何要素影响下的装配产品特性预测方法

工业生产中,多零件装配产品通常具有多系统特性——多几何要素影响的特点。建立能够准确表征装配产品特性与零件几何要素间关系的数学模型,实现装配产品特性的预测,将对工业生产有着重要意义。对于存在多几何要素影响且要素影响程度不同的装配产品系统,直接建立系统的BP神经网络预测模型,由于输入神经元和隐含层神经元较多,将导致神经网络结构十分复杂、学习与训练时间增加、收敛速度慢、预测精度不高等问题。提出利用灰色系统理论的灰关联分析方法,对影响装配产品系统特性的多几何要素进行灰色关联分析,得到多几何要素影响下的系统几何要素与装配产品特性之间的关联程度,确定影响装配产品特性的主要几何要素。在此基础上,利用影响装配产品特性的主要几何要素建立系统的BP神经网络,简化BP神经网络模型,同时保证模型能较真实的反映系统的特性,实现对多几何要素影响下的装配产品特性的准确预测。以典型的多几何要素影响下的装配产品——液压偶件系统为例,通过对液压偶件系统多几何要素关联程度的研究,以影响系统的主要几何要素为输入量,构造简化的BP神经网络的预测模型,试验结果表明,利用主要几何要素建立的预测模型结构相对简单、收敛快、预测精度高。     

基于UML的产品建模方法研究

为有效保证产品全生命周期产品定义、过程和资源的一致性,同时满足系统多角度创建系统的需要,提出基于UML的产品建模方法。通过定义"产品元元模型层"、"产品元模型层"和"产品模型层"三层产品模型结构及其内容和相互关系,实现了产品建模定义、约束统一性,实际应用表明基于UML的产品建模方法的有效性和可行性。     

基于新一代GPS的产品检验符合性不确定度评定*

新一代产品几何技术规范将测量不确定度的概念拓展至符合性不确定度,但并未给出相对应的评定方法。为全面估计产品检验中测量结果与产品规范所有可能的差异,基于新一代产品几何技术规范,研究产品检验符合性不确定度评定。基于产品几何技术规范定义,提出规范不确定度、方法不确定度、符合性不确定度的评定方法;借助不确定度的黑箱模型,通过测量结果统计学量值特性指标,评定执行不确定度。以产品圆度检验为例,研究符合性不确定度评定操作过程,基于符合性不确定度划分产品检验的合格区间。实例分析结果表明,规范不确定度和方法不确定度的量值与执行不确定度相当,不可忽略;由于符合性不确定度包含测量结果与图纸规范所有可能的不一致性,基于符合性不确定度进行产品合格判定更为可靠。     

基于全息产品模型的虚拟产品开发方法

为了提高虚拟产品开发的效率，驾驭产品定义数据和环境定义数据相互作用的动态内应特性，本文在全息产品模型概念的基础上，提出了基于全息产品模型的虚拟产品开发的方法。该方法的突出特点是对各个应用领域的环境进行建模，运用作用算子描述产品和环境相互作用的内在规律，运用基于知识的反馈设计方法提高性能优化和参数修改的效率。最后，以7s16汽车空调压缩机为应用实例，进一步介绍了该方法的应用过程。     

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。     

基于二维需求空间的产品质量特性定位

为降低产品进入市场的风险,提出了一种基于二维需求空间的产品质量特性定位方法。首先在市场调研的基础上,基于Kano模型和模糊C均值聚类分析确定产品的纵向和横向系列划分,从而形成产品二维需求空间;然后基于二维需求空间,通过质量特性顾客意向和产品分布调查,筛选出可行需求区域;最后基于质量特性重要度和满意度调查,评估企业开发资源与能力,确定产品目标需求区域,实现产品质量特性的定位。最后通过空调需求空间划分及质量特性定位的案例验证了该方法的有效性。     

基于新一代几何产品技术规范的圆柱体直径的测量方法研究

对于圆柱体的直径尺寸，除了两点尺寸、实际尺寸以及局部实际尺寸外，国家标准还将规定计算尺寸（包括面积直径、周长直径和体积直径）与全局尺寸（包括最小二乘直径、最大内接直径和最小外接直径）。根据这些直径的特点，依据圆柱度截面测量法建立了相应的评定模型。