产品设计与仿真的集成信息模型与异构信息转化技术研究

针对目前产品设计与仿真分析系统之间的信息难以共享与重用,影响仿真效率等问题,提出了产品设计与仿真的集成信息模型与异构信息转化技术.分析了产品设计与仿真集成信息模型的结构组成,研究了三维几何建模系统、多体动力学系统、有限元分析系统,以及知识管理各系统之间的信息集成和数据转化技术,实现了产品设计与仿真分析的综合信息的集成.该方法已在产品开发中得到应用.     

面向高速列车轮对仿真设计的数据集成模型研究

针对复杂产品研发过程中由于设计模型与分析模型分离而使研发效率低的问题,提出一种整合几何特征信息和有限元仿真信息的数据集成模型实现CAD模型和CAE模型中数据的关联及交互;在此基础上,通过辨识CAD中具有工程语义的特征信息,实现可控的CAE模型简化、有限元网格划分和工况定义。以高速列车轮对为对象,基于此数据集成模型实现CATIA V5几何模型设计信息和ANSYS有限元模型信息的集成交互,验证了数据集成模型的正确性与实用性。     

企业级信息集成关键技术研究

现代设计的可重用性需要企业级的信息集成.本文阐述了企业级信息集成的内涵,它是以业务集成为目标,表现为数据共享和功能上的协调配合,据此提出了信息集成框架模型并研究了信息集成的几个关键技术,包括产品模型数字化、基于PDM的CAX集成技术以及基于BOM的PDM／ERP集成技术.最后,在昆船集团进行了信息集成的实例化研究.     

基于语义模型的总线式企业信息集成框架

在分析企业信息集成模式与应用现状的基础上,提出一种基于语义模型的总线式集成框架。该框架采用总线式集成结构以弥补传统点对点的信息集成方式在重用性和扩展性方面的不足。通过建立语义模型增强系统在应用领域层面上的数据集成能力;通过建立信息集成总线,将企业信息的集成过程与信息的语义建模过程紧密结合,以支持企业信息在多个领域内和领域之间的集成;通过建立信息服务总线为企业业务过程提供统一的集成信息访问服务。最后,介绍了该框架在网络化制造领域的应用。     

面向知识重用的产品配置管理设计

产品设计知识重用的目的是为了提高产品设计效率。建立FBS(功能-行为-结构)映射模型,集成了设计知识中的功能信息和几何信息,并进行了形式化表示。通过重构与分解功构,形成重用过程,有效地进行设计知识的重用。最后以电子提花机产品为对象,通过功能推理和结构映射得到集成模型,并在产品配置设计中得到具体应用。     

电子设备仿真模型自动构建与验证

文中针对电子设备结构设计与性能仿真过程中存在的建模效率低、仿真模型的精度低、仿真知识的积累和重用不够等问题,研发了基于商业仿真软件的复杂电子设备仿真模型自动构建平台。该平台采用仿真特征识别与简化、印制电路板（Printed Circuit Board, PCB）模型自动构建和元器件库集成管理技术,实现CAD/CAE 仿真模型的自动构建。最后通过典型电子设备进行了动力学与散热分析应用验证。结果表明,该平台可以显著提高复杂电子设备仿真模型的建模效率、建模准确度和仿真精度。     

虚拟环境下复杂线缆的集成信息模型

针对复杂线缆研制过程中布线信息分散、部分工程信息表达不完整的问题,提出虚拟环境下复杂线缆的集成信息模型.该模型以线缆的几何模型信息与线束模型信息为核心,采用B样条曲线拟合线缆的几何形态,利用线缆的连接关系信息和拓扑结构信息建立线缆各接口间的线束连通关系,在此基础上将线缆的基本属性信息、连接关系信息、附件信息、拓扑结构信息、几何模型信息及线束模型信息进行集成,服务于线缆虚拟布线设计和装配过程仿真.利用该模型进行线缆虚拟布线设计与装配过程仿真应用,输出了线缆制作部门和装配部门所需的工艺文件,通过工程实例验证了该集成信息模型的正确性.     

基于信息结构模型的企业文档信息集成与重用技术研究

结合企业文档标准化发展趋势，提出了基于信息结构模型的文档信息集成与重用技术。通过对文档内部信息结构模型的表达，提供了对多层次不同粒度文档信息的验证，存储、维护和重用机制，同时支持规范化文档的自动生成，结合实际给出了一个应用系统的设计与实现。     

基于Agent的飞机钣金制造知识重用方法

在分析飞机钣金制造知识及重用过程的基础上设计了钣金制造知识重用Agent模型,包括感知器、通讯器、信息处理器、知识检索器和知识更新器。面向飞机钣金零件制造模型设计、工艺性评估、工艺指令设计和成形模具设计过程构建了基于Agent的飞机钣金制造知识重用的体系结构。研究了基于黑板系统的钣金制造工程设计系统与知识库之间的集成方法,提出了J2EE通用服务器集成Agent容器的方式实现知识重用Agent的方法。以钣金零件可加工性评估实例说明了飞机钣金制造知识重用过程。分析表明:通过知识重用Agent可以有效地实现钣金制造知识库和应用系统的松耦合集成,提高系统的可移植性。     

面向CAE的简化模型误差评估与信息重用!

提出了一种面向CAE的简化模型误差评估与信息重用方法。首先对简化模型的分析结果进行评估,根据被抑制特征对分析结果的影响生成最终简化模型。然后重用简化模型的分析信息,利用稀疏矩阵局部分解技术,完成对最终简化模型总刚度矩阵的分解。该方法可以评估简化模型的分析精度,生成满足分析精度的最终简化模型,实现对最终简化模型的快速分析。实例表明,简化模型的误差评估与信息重用方法提高了最终简化模型的分析精度和分析效率,可用于线性弹性结构的静力分析。     

设计复用及其若干关键问题研究

介绍复用技术的基本概念，并对复用过程进行了研究；建立了一般复用过程的数学模型；讨论了设计复用的关键问题，并分别给出了相应的解决方案。     

支持虚拟样机的仿真模型重用方法研究

将当前实现仿真模型重用的技术途径,归纳为基于统一建模仿真语言、标准化模型规范方法、通用模型方法和统一建模仿真环境方法4类,总结了各方法的特点和适用范围.基于导弹总体部门的仿真模型重用需求,指出标准化模型规范方法具有较好的适用性.分析了可重用仿真模型规范的描述需求,提出了面向服务的可重用仿真模型描述方法,重点给出了可重用仿真模型的服务规范,讨论了基于可重用仿真模型规范的仿真模型重用框架.最后,介绍了该方法的应用情况及下一步的工作.     

一种基于符号的产品设计单元重用技术

将符号学方法与产品设计的历史与过程相结合，借助符号单元所具有的形状载体作用及其富有的高层次工程语义来实现产品模型的高层功能描述与低层几何表示的统一，给出了基于符号的产品设计单元表示和符号单元的层次划分，并在此基础上提出了面向可重用的4种常见符号单元演变类型，通过符号单元的演变辅助设计概念的重用和扩展，实现符号单元重用与产品设计过程的结合，给出了基于符号单元重用的产品设计过程模型。     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.     

航空件焊接夹具设计知识重用技术研究和实现

设计重用是提高设计效率,缩短设计周期的有效手段。分析了航空件焊接夹具设计的重用层次,介绍了过程重用、装配关系重用、基于行业知识的零部件重用以及特征重用的理论基础和实现方法。利用重用技术,在CATIA平台上实现了航空件如导管、副油箱等产品的焊接夹具设计过程的自动化,有效的提高了设计效率。     

基于模块化产品平台的技术对象重用建模技术研究

为了应对模块化产品平台对企业资源重用提出的新需求,以技术对象为核心,提出了基于模块化产品平台的技术对象重用建模框架,从重用深度、重用广度和重用方式三个维度阐述了适合企业实施的技术对象重用机制。在所构建的重用过程模型的基础上,分别从重用广度-重用深度和重用深度-重用方式两个角度,对需求映射技术及匹配评价技术两个重用的关键技术展开论述,给出重用策略。结合某汽轮机制造企业的实际,以配置设计为例,阐述了基于生命序列图的配置设计重用场景。实践表明,该方法改善了技术对象的重用率,提高了企业人员的工作效率。     

A framework for automated finite element analysis with an ontology-based approach

To obtain accurate and reliable results of finite element analysis (FEA) requires a high level of expertise and the full-scale physical context information, which are bottlenecks restricting the application of achievements of FEA in industry. This paper proposes an ontology-based framework including a hierarchy transfer approach and a three-stage automated finite element analysis method to solve these problems. The hierarchy transfer approach is proposed to create different transfer formats according to the data, information, and knowledge, to carry out the integration at different levels. The knowledge found in design and FEA theories is presented by ontology in order to uniformly describe the physical phenomenon with the same semantic meanings. This involves the development of a shared design and FEA ontology, as well as, specific application ontologies in the Ontology Web Language (OWL). The three-stage automated finite element analysis method is applied to mark up artifact in problem definition, to reuse domain knowledge in problem formulation, and to enable the automation of the FEM analysis process in the solution routine with the application of AI techniques. The feasibility and effectiveness of the framework and concepts are empirically validated by a case study.