复杂产品多学科虚拟样机元建模框架

为实现复杂产品虚拟样机中各类多学科异构模型的有效重用和集成,以制造领域广泛存在的复杂产品为对象,讨论了复杂产品虚拟样机的多学科特点及其对传统建模仿真理论带来的挑战;结合元对象机制和面向组件的建模思想,提出了一种新的面向复杂产品多学科虚拟样机的元建模框架,并对框架中各抽象层次模型规范(元元模型、元模型和系统高层模型)进行了形式化定义和语义讨论.在起落架多学科虚拟样机应用实例中,基于元建模框架中的系统高层模型进行了产品的统一建模描述,实现了复杂产品中多学科异构模型的更高层次抽象和集成重用,验证了元建模框架的有效性.     

复杂产品虚拟样机元建模

为了有效地支持复杂产品虚拟样机的信息交换、共享、模型重用,以提高产品质量和效率,基于元建模理论,建立了复杂产品虚拟样机,设计了元模型。分析设计了元模型与学科元模型的映射关系,并实现了二者的转换,实例化得到虚拟样机运动仿真模型和优化模型。以某车辆自动变速器统一建模为例,说明了元建模在复杂产品建模中的应用,验证了统一集成建模的正确性、有效性与实用性。     

基于虚拟接口的产品族配置建模

建立完善合理的配置模型是实现产品快速配置设计的基础,针对目前在配置模型的建模方法上存在的不足,提出了基于虚拟接口的产品族建模方法,建立了产品族配置模型;通过对虚拟接口的优点、连接方式、参数设置以及接口的约束表达等方面的深入探讨,建立了零件族配置模型以及部件族配置模型,并给出了产品族配置模型的具体建模过程,基于虚拟接口建立起来的配置模型更易于表达和理解,增强了产品的变型能力和可配置性,解决了困绕配置设计的适应性技术难题。     

敏捷制造系统中产品信息和访问控制模型研究

研究了敏捷制造系统中产品信息建模和访问控制建模的理论和方法,提出了面 向对象的分解准则。并阐述了本文所提出的产品信息模型和访问控制模型具备可重 构性和可重用性,能够满足制造系统敏捷性要求。     

基于设计规范的产品三维建模方法研究

提出了基于设计规范的产品三维建模方法,建立了规范化设计模型,为产品模型的方便重用与有效维护奠定了基础。并在此基础上利用VB语言通过SolideEdge二次开发,实现了基于设计规范的产品三维建模辅助系统,最后在打印机制造企业进行了应用验证。     

复杂产品虚拟样机本体元数据建模方法与应用

为了构建复杂产品虚拟样机统一模型,更好实现信息交换、共享、互操作及模型重用,结合元建模理论和本体,提出一种基于本体元数据模型的虚拟样机信息建模方法。根据产品本体元数据概念模型,并结合虚拟样机过程、产品、资源、知识在本体元数据模型中语义关联关系,构建虚拟样机本体元模型。最后以虚拟样机元数据模型EXPRESS描述,说明了该方法具体应用过程。     

基于MDU元建模方法的弧面分度凸轮虚拟设计研究

对弧面分度凸轮的虚拟设计模型的建立需要考虑模型数据的可重用性,模型间数据的一致性与互操作性。基于MDU的元建模方法建立的弧面分度凸轮模型可以实现模型间的信息交互与无缝集成,这里初步建立了弧面分度凸轮机构的元模型,对进一步的弧面分度凸轮的参数约束与拓扑约束的参数化设计有着积极的作用。     

基于OWL的产品族语义信息建模方法

在大规模定制模式下,产品族规划和产品族信息建模是关键.基于本体描述语言OWL在语义层面上进行产品族信息建模,基于冰箱产品族进行实例验证,在Protégé知识管理平台上进行二次开发,建立了产品族语义信息建模工具.研究表明,基于OWL的产品族语义信息模型,不仅在语法上保证了产品族信息的一致性,从语义上也保证了一致性,对提高产品族规划效率具有重要的实用价值.     

模具产品集成建模研究

为满足先进制造系统的需求，按照ＳＴＥＰ 标准，进行了模具产品集成建模的研究。参照ＳＴＥＰ的三层结构模式建立了模具产品模型的总体结构，并具体分析了其核心部分———模具产品集成信息模型。充分考虑模具产品生命周期的特点，将模具产品集成信息模型进一步分为模具需求子模型、模具产品结构子模型及模具广义特征子模型，同时探讨了模具产品集成信息模型集成资源的内容及其应用协议的开发过程，力图为模具开发提供基于统一标准的参考模型     

基于层次链的产品装配过程建模方法

针对虚拟装配中装配过程模型信息表达不完整的问题,提出了一种基于层次链的产品装配过程建模方法.该方法引入装配任务和装配操作模型,通过粗粒度的装配任务与细粒度的装配操作相结合的装配过程建模,实现了虚拟装配中装配过程信息的完整性表达.该方法采用并行的装配操作,实现了对非线性装配过程的建模;引入调整零部件和拆卸零部件两种类型的装配任务,实现了对非单调装配过程的建模.此外,通过基于层次链的装配过程建模方法,实现了装配过程回溯、重做和回放等装配过程信息地管理和重用.最后自主开发了原型系统,并对相关算法进行了验证.     

基于产品基因进化的结构设计自动化

基因是人类研究自然界遗传和进化的重要依据 ,在现代机械设计中 ,将基因工程思想用于产品结构设计 ,从未知产品根本需求和实现功能出发 ,在广义定位原理和基于功能表面分解重构技术基础上 ,形成“产品基因”这一全新设计理念 ,进而以此为依据提出基于产品基因型进化思想的产品建模方法 ,并用实例验证这一方法的优越性。     

基于相似性与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型

建立结构合理的产品平台是实现企业多样化效率和效益的重要途径。从设计角度把产品平台分为概念平台和实体平台,前者组成了产品族创新的核心资源,后者集合了企业产品的核心元件。提出了基于相似性分析与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型,并对其中关键环节所涉及的通用化设计规则和方法进行了着重分析。应用该过程模型可以为企业建立更具柔性的层级产品平台架构,设计过程可以分为两个阶段:首先通过功能和概念结构相似性分析以及通用化设计建立产品概念平台;然后通过实体结构对需求变化的敏感性分析和通用化设计建立产品实体平台。最后该模型用于某企业的铠装刮板输送机产品平台的设计。     

多目标约束环境下的模块化产品族设计方法研究

研究了在多目标约束环境下的产品族设计方法。针对产品族结构和设计特点 ,结合大批量定制设计(DFMC)、产品生命周期管理等思想 ,以功能、装配和成本约束为手段 ,以产品族核心平台 (product platform)的求解为设计目标 ,给出了模块化产品族设计方法。通过对各种约束的量化和定性分析 ,促进了产品族设计的合理性和有效性。该方法对于基于核心平台的模块化产品族设计具有良好的可行性     

基于数据挖掘工具的机械产品概念设计研究

提出了基于数据挖掘工具的产品概念设计模型 ,探讨了产品功能设计和基于数据挖掘技术的功能 结构映射。以机床传动系统为例 ,研究决策树算法的数据挖掘模型 ,并初步实现了产品概念设计过程的功能 结构映射。     

消费者偏好驱动的SUV产品族侧面外形基因设计

为了满足汽车设计师的创意设计和消费者对汽车品牌认知的需求,从工业设计出发,探索性地提出消费者偏好驱动的运动型多用途汽车(Sport utility vehicle,SUV)产品族侧面外形基因设计方法。分析偏好驱动的产品族外形基因设计构建体系,划分产品族外形基因表达层次。对SUV的侧面轮廓线基因进行提取与表达,研究消费者具有差异化的SUV外形偏好,规划出具有差异化风格的SUV产品线,构建消费者偏好(心理的意象特征)与产品族外形基因(物理的外形特征)之间的映射模型,并转换成偏好驱动的进化函数;基于进化函数,运用遗传算法实现偏好驱动的SUV产品族侧面轮廓线基因进化;在Matlab中执行算法,推导出一系列既具延续性又具差异性的SUV产品族侧面设计方案;建立面向SUV产品族的计算机辅助侧面外形概念设计系统,基于此系统可以开展SUV产品族侧面外形设计,验证了方法的可行性。     

聚类模型在感性设计中的应用

随着技术的发展、社会的进步以及消费群体对产品感性需求的提高,以定性研究为主导的产品感性研究不能很好地适应产品设计的要求和消费者对产品的感性需求,因此消费者相应于产品感性的定量研究方法已越来越多地受到重视。依据聚类算法的特点,将调查所得到的数据进行聚类分析,寻找相近似消费群体的感性特性,并以此为基础建立产品设计的感性概念模型。以平板电视机为例,对上述方法进行实际应用探讨,具体方法是将平板电视机的设计元素分为多个层次,利用聚类算法将这些层次与消费者对平板电视机的感性意象相结合,并对其的形态、色彩等设计元素与感性意象进行聚类分析,探讨它们之间的相互适应关系,并推演出满足消费者感性的平板电视设计原型,以指导新产品设计与开发。     

基于COM的产品设计工作流系统的研究与实现

针对产品设计过程的不确定性及目前工作流管理系统柔性不足的现状，提出在Web环境下，采用COM组件技术开发面向产品设计的工作流管理系统，为工作流定义与运行模块分别构建组件，实现了流程的可视化定制与自动流转。介绍了系统结构及工作流引擎的具体设计与实现，并给出了应用实例。     

一种基于事物特性表的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型。根据产品变型设计的特点和产品配置管理的需求,本文研究了一种基于装配拓扑树产品结构模型,描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件,并以面向对象的方法构造了产品结构模型类和基于参数的事物特性表,通过参数化设计,实现从零部件类到零部件实例的转化。     

论实现产品创新的四个纬度

指出制造业的竞争就是产品设计的竞争,而产品创新设计是一个系统工程,还从四个纬度对如何实现产品创新进行了简要分析,并指出企业在任何一个纬度实现突破都可以带来真正的产品创新.     

基于智能 CAD 系统的产品建模方法

研究了基于智能ＣＡＤ系统自顶向下的产品建模方法,以胶印机凸轮连杆机构为例,以变量设计技术为基础,建立了该机构的概念模型、装配模型和零件模型。不仅实现了运动仿真、结构仿真和工作点运动规律的输出,而且,通过模型与变量、变量与变量之间的关联,建立了它们之间的设计参数双向传递机制,实现了三种模型的联动设计,为并行设计创造了条件。