模具的数字化设计与制造

在中国国家自然科学基金重点项目《特大件成形制造技术基础研究》资助下，探讨数字化技术对成形制造相关技术的影响，讨论模具数字化设计与制造的概念、内涵和特点，提出模具数字化设计与制造的主要支撑技术——模具数字化设计、加工和分析技术，对支撑技术的现状、研究重点以及今后发展方向进行评述。 在模具数字化建模技术中，基于特征的建模技术是新一代建模技术。特征技术表达的模具信息完备且含有丰富的语义信息，特征是模具形状和属性的信息集合，能够方便地描述形状，为加工、分析、制造、装配甚至使用提供必要且充分的信息，是完整描述模具信息的方法，已成为在模具设计、分析、制造、装配等应用之间传递信息的纽带。 模具设计是一个典型的弱理论领域，具有很强的经验依赖性，因此保存和重用已有经验和知识具有特殊的重要性。这促使人们将知识工程应用于模具设计领域。知识工程研究的重点在于基于知识的模具建模，工程知识的融合和繁衍技术, 工程知识的表示和推理技术。     

基于KBE的楔横轧模具设计关键技术研究

对基于KBE楔横轧模具设计的知识获取、编码系统、事例推理、重用和改写等关键技术进行重点阐述。建立楔横轧模具设计知识的获取、表达和重用机制;将设计实例分解,利用编码技术对单元体和模具产品实例进行编码,采用分层事例检索的方法进行CBR推理,使一般设计人员也可以设计出具有或近乎于专家水平的楔横轧模具产品。     

基于知识的模具设计

模具设计是一个与工程知识、设计经验密切相关的过程。基于知识的模具设计,结合事例推理和专家系统两种重要的知识处理技术,极大限度的利用已有的知识和以往设计经验对新模具进行设计,它是模具设计智能化、快速化的重要技术手段。     

基于模糊粗糙集的改模知识分层归纳方法

基于Pawlak粗糙集的知识归纳方法对改模方案描述的准确程度要求较高,且归纳得到的改模规则条数过多,导致改模知识的实际应用可行性较差.对于含有模糊描述特征值的改模方案,结合改模方案分层递阶表达模型,定义有关特征值的新息,构建基于模糊数据的改模方案及知识表达方法.利用基于模糊数据的改模方案结构化处理算法得到基于新息的改模方案特征决策表;抽取新息构造特征模糊相似矩阵,并引入置信水平矢量实现对特征决策表的模糊等价划分.结合特征决策表的单一/复合特征模糊等价划分提出基于模糊粗糙集的改模知识归纳方法,即基于模糊粗糙集的改模特征分层约简和改模规则生成算法,解决了从模糊描述的改模方案中归纳改模知识的问题.实例分析表明了该方法的可行性,归纳得到的改模知识具有较强的普适性.     

基于知识元的冲压模具设计方法

为实现冲压模具设计的智能化,提出一种基于设计过程知识元的模具设计方法。该方法首先分析模具设计知识内涵,建立了冲压模具设计的领域本体,通过领域本体和规则对模具设计知识进行表达。在分析组件间关联关系的基础上,建立了组件关联矩阵,并定义了设计过程知识元。以设计过程知识元为驱动,对设计过程中的具体关联矩阵和推理规则进行匹配,完成了动态决策的设计过程。基于该方法开发了一种定子切边冲槽模具设计系统,通过设计实例验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于本体的注塑模改模知识表达方法研究

改模是注塑模具生产的重要环节,改模知识存在描述不规范和表达层次不一致的问题,为了解决这一问题,引入基于本体表达知识的方法,分析了注塑模改模知识的特点,建立改模知识的表达模型,借鉴现有的本体构建方法,定义了本体概念、属性、关系、实例,对改模知识本体进行了形式化的描述,建立了多层次的改模本体表达模型,实现了改模知识的统一形式化表达.并通过一个基于批锋缺陷的改模问题验证了所建立改模知识本体的正确性与可行性.     

冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究

针对冲裁模具结构设计的特点，提出知识驱动的冲裁模具结构设计的基本原理，建立了以过程表示为主导，结合框架、产生式规则的混合知识表示模式，介绍了模具结构设计知识专用描述语言BDSKL。基于BDSKL，建立了冲裁模具结构设计知识库，实现了设计策略，零件的几何构型方法的充分描述；介绍了基于几何的知识处理等关键技术的解决方案。     

轴类零件加工相似性的可拓基元网络推理方法

工艺规划的实例推理方法,具有实例获取简单、工艺规划策略效率高的特点。提出利用实例推理的方法对轴类零件的相似性检索进行研究,利用可拓基元描述网络表述工艺相关的特征知识,并用可拓基元来描述与工艺的知识项,再对结构特征与精度特征量值的取值进行了分析。在此基础上,提出了基于激活量的可拓基元描述网络推理算法。最后,结合实例应用验证了提出的可拓基元描述网络实例推理算法的有效性。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟及模具优化

挤压模具在铝型材挤压生产中起到至关重要的作用,直接影响挤压产品的质量.然而在实际生产中,挤压模具的设计更多依赖设计师的经验,模具设计质量难以保证,需要多次试模和修模.采用基于ALE算法的HyperXtrude软件针对某一复杂薄壁空心型材的挤压过程进行数值模拟,分析模具型腔内材料的流动规律及成形机理;根据初始模具设计的不足,提出在下模开设二级焊合室和增设阻流坎两种优化设计方案,有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题.在优化方案中,型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀,焊缝质量相比初始模具设计有较大改善.利用数值方法可对模具结构进行优化,提出的开设二级焊合室和增设阻流坎的模具设计结构可为同类铝型材挤压模具设计提供指导.     

CBR在冷冲模CAD系统中的应用

为了实现模具快速设计，以CATIA V5R8为平台进行二次开发，利用CATIA的开发模块CAA与VC 6．0，并结合数据库Oracle 8．06，针对冲压模具的结构特点，采用基于实例推理，开发了冷冲模具快速设计与管理系统，实现了知识工程在冷冲模具设计中的应用，提高了模具设计的质量和效率。     

基于本体的注塑模改模知识表达与推理研究

改模知识存在描述不规范的问题,并需要从大量改模数据中推理出改模知识。在分析改模知识的基础上,提出了一种基于本体的多层知识表达与推理模型。借鉴现有的本体构建方法,定义了本体的概念、属性、关系、实例;建立了基于单层的改模知识推理规则和多层之间的改模知识推理规则,并设计了相应的推理算法。通过一个基于“批锋”缺陷的改模问题验证了基于本体的改模知识多层知识模型及其规则的正确性与可行性。     

基于模具经验性知识的本体编辑器系统设计与实现

针对模具经验性知识密集、复杂多样化的特点,以及满足模具企业知识获取与重用、共享和积累的需求,迫切需要建立专用的本体编辑器系统对模具经验性知识进行有效地分析、整理归档、运用和创新.在建立模具经验性知识本体模型基础上,设计并开发基于模具经验性知识的本体编辑器系统,实现了模具经验性知识的应用本体的建立,储存和查询功能.建立“...     

基于本体的概念设计知识管理系统框架研究

结合本体理论，提出了基于模糊区间的本体描述逻辑理论。建立了概念设计知识的分类及表达体系，提出了基于本体的概念设计知识管理系统框架，深入研究其中的基于本体的知识建模、基于相似度的知识检索等关键技术。将研究成果应用于工程机械知识管理系统中，验证了该成果的实用性和有效性。     

基于注塑模具本体的语义相关性研究

传统的基于关键字的搜索方法无法很好地在"模具知识管理系统"中检索到相关的设计标准。通过分析注塑模具本体的语义相关性的特点,本文提出了一种计算注塑模具本体的概念相关度的方法及其实现算法,并对注塑模具本体中的部分概念进行了概念相关度的计算和分析。结果表明,所提出的计算方法能够有效地为基于注塑模具本体概念的相关信息语义检索及其检索结果的排序提供量化的依据。     

基于本体的CAPP知识库管理系统研究

为了合理有效地利用工艺知识,本文研究了工艺知识的获取和分类,提出了一个基于本体的工艺知识表示模型,将本体作为具体知识表示的元知识,与此同时,给出了一个基于本体的知识库框架结构,讨论了基于本体的知识检索和工艺知识库的维护,最后给出实例进行了验证。     

知识集成的本体理论和框架研究

对制造企业知识进行本体的分类和描述，体现了分类、描述的思想和方法；对知识共享和集成的关键技术——本体映射和本体语义提升进行框架、理论和算法的研究；在此基础上，给出了知识集成的结构模型。基于本体的知识集成方法，改变原有数据库集成中使用中间代理、软件接口等技术所造成的语义信息不清、信息丢失等缺陷，为企业实现知识语义级的共享和集成提供了解决方法和理论依据。     

机械产品集成设计知识模型的研究与应用

机械产品设计知识的表达、获取是基于知识设计系统的基础和关键。本文以领域本体、主模型、产品控制结构和关联模型环境为基础,用实例和规则综合表达设计知识,并提出了设计知识的自动获取和在线匹配机制。根据本文方法开发的“基于知识的机床夹具CAD系统”已经在某大型航空企业成功地应用于国家重点型号工程的研制,取得了满意的效果。     

基于设计过程捕获的轻量级设计历史技术研究

针对目前的设计历史管理技术过分依赖于知识表达模型,存在知识获取瓶颈,难以适应复杂多变的设计任务要求的现状,研究了如何从设计主体的设计行为事件的捕获入手,建立嵌入知识活动的轻量级设计历史。重点研究主体设计过程的设计事件建模、设计行为捕获、通过底层行为数据进行目标设计任务推测、设计规划识别等知识挖掘手段来解决设计过程知识获取问题。     

基于本体的产品服务知识表示方法研究

为解决产品服务活动中知识难以被发现和重用的问题,对产品服务过程所涉及的知识进行了分析,提出了基于本体的知识表示方法, 该方法可实现本体的定义与建模,以及本体内各概念相似度的评定。通过对领域本体的构建, 实现了服务过程所涉及知识的逻辑结构与具体内容的全面语义描述和后台并联。构建了基于本体的产品服务知识管理系统,该系统能实现产品服务活动案例所涉及知识的获取和重用,满足知识源于服务 活动,又重用于服务活动的循环。最后以某航空发动机非计划维修服务为例,验证了该知识表示方法的有效性。     

基于本体的产品设计知识表达

产品设计知识包含结构化知识如单一的工程数据库等;半结构化知识如Web页面等;非结构化知识如普通文档等。因此实现这些知识的逻辑表达是研究产品设计知识库的关键,而知识的共享与重用是构建知识库的重要目标。基于此本文提出了一种基于本体的知识表达方法,把产品设计视为一个领域本体,从而确定其知识分类并提取类间的关联属性,最后使用XML技术完成了设计知识的本体建模,为构建可重构的产品设计知识库提供了理论支持。