基于多视图模型的产品多学科协同设计研究

提出一种基于多视图模型的有效支持分布式多学科协同设计的框架结构。引入共享组件及学科Agent的概念，学科Agent通过对组件的继承与组合来构建产品的多视图模型。介绍了在不同学科模型的组件间通过功能、行为和结构等建立多层次的动态约束关系的方法，由此实现产品的多学科模型间的关联及一致性的维护。分析讨论了多个学科Agent间协商的知识级语义模型和交流机制，使设计者之间实现语义信息的交流和协商。     

基于元对象机制的多视图企业模型一致性问题

模型驱动的企业集成要求企业模型具有精确的、形式化的、一致的表达,现有研究中多视图企业模型一致性的定义依赖于具体的建模框架,刚性的视图一致性维护方法制约了视图配置的开放性。在分析多视图企业建模框架中模型一致性问题的特点和原因基础上,借用软件工程中元对象机制(MOF)的思想,将产生一致性问题的视图间语义约束元化到元元模型层,并给出了视图的形式化定义。这种视图及一致性定义及维护方法具有通用性和严格性,同时使得建模框架中视图的配置具有良好柔性。     

面向多学科优化的柴油机本体建模与应用

为解决柴油机产品多学科设计优化过程中的信息模型语义简单、信息无法继承与共享等问题,提出了面向多学科优化过程的柴油机本体模型建模方法。设计了柴油机本体和多学科设计优化本体的顶层结构模型,对建模对象的语义关系进行了分析,针对该模型的多域大结构特点,提出基于Tableau的一致性检查算法。为实现从企业产品数据库到所提模型之间的映射,提出基于语义对准的数据库与该模型的交互技术,实现了基于本体技术的产品数据库中信息集成与语义化操作。设计了柴油机产品多学科设计优化平台的体系结构,开发了原型系统平台,并在该平台上完成了语义检索和语义驱动的多学科优化应用实例,验证了所提技术与方法的有效性和可行性。     

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。     

基于多视图—嵌套本体映射的高层体系结构语义互操作

针对高层体系结构分布式仿真互操作难以克服语义冲突的不足,研究并提出基于多视图—嵌套本体映射的高层体系结构语义互操作方法。对现有高层体系结构/联邦对象模型机制进行改进,定义了嵌套本体、多视图—嵌套本体和嵌套本体平面化等概念,阐述了多视图—嵌套本体映射框架和映射算法流程,并介绍了支持语义互操作的中间件技术。该方法可以有效支撑仿真模型与仿真模型间的语义互操作,提高分布式仿真的智能化水平。通过仿真实例,建立了一个典型复杂产品——高速动车组的分布式仿真系统,检验了方法的可行性和有效性。     

多学科设计优化对象建模理论与技术

在全面分析多学科设计优化对象建模需求的基础上,提出以产品的关联信息为基础,分析不同关系下产品行为视图,构建关联模型、基本模型、性能模型、功能模型、简化模型、分析模型和优化模型,建立了基于关系的多视图产品全模型（WPMPBMV）,并给出了模型的形式化表达和相应的建模算法。最后结合某机翼的气动和结构多学科设计优化问题,建立相应全模型。     

面向分区协同设计的关联关系信息模型

针对分区协同设计中的关联关系信息模型的建立问题,从分区协同设计多视图描述出发,建立了关联关系元模型.通过分析关联关系相关性,提出关联关系定义中的拓展性约束语义的方法,利用设计的连接关系图到关联关系影射关系,建立了关联关系信息模型,并提出了面向分区的协同设计平台结构.通过相关实例,验证了上述原理和方法的实用性.     

复杂产品协同设计流程的多视图自然语言文本生成

为了业务人员更好地理解复杂产品设计过程的业务流程建模标注(BPMN)模型,以便与系统分析人员进行有效沟通,提出一种基于BPMN模型的复杂产品设计过程多视图自然语言文本生成方法。该方法能够根据业务人员的不同需求对流程模型进行结构投影,进而使用句法分析和语义角色标注解析BPMN流程模型的文本信息,并使用流程结构树(RPST)算法解析BPMN流程模型的结构,从而将流程模型划分成具有层次的子流程片断得到流程结构树。解析的文本信息与不同视图下的流程结构树合并,形成带注释的多视图流程结构树,然后使用语法树由带注释的流程结构树自动生成自然语言文本,最终生成多视图下的自然语言文本。所提方法已在系统中实现,并通过测试集进行实验验证了所提方法的有效性。     

一种基于约束的多视图尺寸驱动方法及实现

提出一种基于约束的多视图尺寸驱动的方法。该方法是通过建立一组具有参数化特性的、扩展的图形数据结构，用统一的形式来表示多视图间图形的几何元素和几何约束，由系统内部自动建立起多视图的参数化模型，进而实现多视图间的尺寸驱动。     

面向重用检索的产品层次化特征信息获取

根据产品工程图表达特征的层次化属性,构建了产品的层次化模型。根据投影视图的投影原理和工程图的表达绘制规则,将产品工程图中蕴含的特征信息按其表达的工程语义划分为特征视图模型、特征功能模型和特征语义模型三个层次,每个层次对应和表达产品不同层级的特征涵义。设计了基于位置关联关系和特征约束关联的特征视图模型获取算法,给出基于特征视图模型关联的特征功能模型聚合规则和聚合算法,并对聚合算法进行了实现。根据工程图蕴含工程语义的内在机理,构建了特征语义模型并对其进行了模型的定义、特征语义本体的构建、特征语义模型获取算法及其实现。通过实验验证,该方法能够获取工程图中各层次的特征信息,将其应用于基于特征的工程图检索,取得了较好的实验结果。     

关系数据共享与交换过程中一种基于XML Schema的模式转化方法

将共享和交换的数据表示为机器可读的形式,是实现协同工作自动化的一个前提.为了满足分布式用户在协同过程中对大数量级数据在线交换的需求,提出基于语义和XML Schema的关系模式转化方法.该方法以有向图结构为公共数据模型,通过基于Key的关系模式重构算法,获取关系模式的结构和语义约束,通过语义约束保留算法,实现关系数据到全局XML数据的转换,从而为关系数据建立连贯而有意义的XML数据视图,实现关系数据基于Web的共享,为协同过程中关系数据的在线交换提供基础.     

面向产品全生命周期的需求信息管理模型研究

为了在产品全生命周期管理系统内有效实现以客户需求为中心的信息管理,提出了面向产品全生命周期管理的需求信息管理模型.集成客户需求信息,采用结构图法建立需求信息流程图.概念化描述需求信息的三个维度,应用矩阵方法分析产品全生命周期管理部门级、协同级和系统级三种不同层次的模型结构,并采用语义方法描述模型的特征.在视图结构关系研究中,应用函数形式化方法,以数据流视图为中心,研究模型视图结构关系的映射机制,并对其模型的存储结构进行表达.最后,以汽轮机产品为例,进行应用研究.结果表明,研究需求信息管理模型,为产品全生命周期管理系统设计、制造、销售等阶段提供了实施策略,最大限度地满足了客户需求.     

基于多色集合的工艺动态场景映射技术

针对工艺信息自身的多样性和动态性特点,利用多色集合理论表达元素性质及其之间约束关系的特性,基于工艺流模型的工艺信息表达方式,以工艺活动为单元对工艺信息进行具有过程特性的组织,并定义工艺信息之间的约束关系,对工艺信息进行完整且可表达复杂约束的描述.以此为基础进行工艺动态场景间的推理矩阵建立及运算,提出动态场景的工艺信息多视图推演方法,从而提供工艺流模型中的各属性信息的多视图视角,对完整工艺信息进行灵活的、满足不同约束和层次的映射和提取,以适应不同系统对工艺信息的查看和集成应用的要求.     

支持工业设计的产品族结构模型研究

为构建支持工业设计的产品族结构模型,对产品工业设计与工程设计功能进行了对比研究,提出了一种多视图结构模型。该模型包括通用结构视图、控制结构视图和存储结构视图。通用结构视图采用了层次结构和属性表的方法构建,定义了产品族形态的概念结构;控制结构视图由工业设计控制结构元素构成,并与通用结构视图中的结构和元素映射,定义了产品族工业设计变型控制策略;存储结构视图中引入物理部件与逻辑构件、组成关系与引用关系,定义了产品族工业设计信息的组织方式和存储策略。最后,综合三个视图并用手机的产品族设计实例,分析了该模型在设计中的应用。     

一种基于虚拟主轴的协调运动轨迹的规划分析

针对多轴间的同步运动,提出了一种基于虚拟主轴的协调运动轨迹规划的算法。建立了多轴协调运动的运动学模型,分析多轴间的运动学约束,通过逆运动学运算得到任务空间的关键位置、速度和加速度序列,将上述运动学约束转换为相互耦合的非均匀B样条控制顶点的约束,利用非均匀B样条进行了轨迹规划。将上述多条运动轨迹间的耦合关系转换为各条运动轨迹与虚拟主轴之间的耦合关系,建立了基于电子凸轮的虚拟主轴的多轴间协调运动控制模型,结合实例对模型的有效性及其运动轨迹的性能进行了验证分析。     

基于多视图企业模型的过程分析和选择研究

优化企业采用多视图企业模型，其中，过程视图是多视图企业模型的基础和核心，优化企业是以优化过程视图为核心，而过程视图的分析又是过程优化的关系，因此，需要分析过程的形式化定义，过程间的结构关系，依赖关系及其属性，最后，提出了选择优化过程的标准及其权重比较法。     

产品并行开发过程建模研究

并行工程的关键是对产品实行集成的并行开发,而产品并行开发过程模型是实现产品并行开发过程管理的 基础。本文从产品视图、功能视图、工作流程视图、组织视图、约束视图和资源视图多个侧面建立产品并行开发过程 集成模型,并详细研究了反映产品并行开发过程本质的组织视图、工作流程视图和约束视图模型的建立,建立了矩 阵式IPT组织模型以及产品并行开发工作流模型和多层约束网络模型。     

结构化多视图工艺设计关键技术研究

为了满足制造企业对工艺设计系统的差异化需求,提出了结构化工艺的多视图设计思路。通过对结构化工艺的多视图设计模式、工艺数据的多视图展现模式以及视图间关联互动技术的研究,提出了二元体集合的模型结构、多视图间工艺数据的交换标准,实现了以模型驱动、XML文件进行多视图间数据转换的工艺设计模式,保证了工艺数据的准确性。     

结构化多视图工艺设计关键技术研究

为了满足制造企业对工艺设计系统的差异化需求,提出了结构化工艺的多视图设计思路。通过对结构化工艺的多视图设计模式、工艺数据的多视图展现模式以及视图间关联互动技术的研究,提出了二元体集合的模型结构、多视图间工艺数据的交换标准,实现了以模型驱动、XML文件进行多视图间数据转换的工艺设计模式,保证了工艺数据的准确性。     

多视图特征模型的语义描述与处理

提出了一种集成化的特征构造模型 ,它能支持基于特征的设计和特征的识别 ,通过同构的多视图形状特征的描述模型 (也称中介模型 )而实现集成化。中介模型服务扮演着分布式网络应用中的服务提供者的角色 ,各种网络应用从共享的中介模型的对象语义数据中提取出特定的视图。另外 ,给出了集成化的特征模型内核的实现方法。