基于本体的协同装配关系模型

为提高协同装配的智能化和自动化程度,提出一个基于本体的协同装配关系模型.通过本体定义领域内的语义概念和属性关系,为协同装配时所需的连接特征、相交特征和空间约束关系的语义描述提供一个形式化的表达;通过Web本体语言和语义网规则语言实现装配信息的自动推理,可以动态的获取协同装配时所需的装配信息,并且能够将隐含的约束关系一起获取.通过本体技术构建协同装配关系模型为协同装配提供了一个统一的框架,具体实例表明,在该框架下能够有效支持异构CAD系统间零件及装配体的协同装配,使协同装配有效进行.     

基于Web的协同装配规划系统

分析了协同CAD技术及计算机辅助装配规划技术的现状，针对装配规划工作的特点，结合CSCW技术的研究成果提出网络环境下协同装配规划方法和一个适合于Web环境的新的协同装配规划工作流程，并研究了网上三维图形浏览，操作，基于Web的协同工作环境的构建等关键技术。利用VRML和Java实现了一个基于Web的协同装配规划原型系统WebCAPS，该系统能为多人协同装配规划提供支持。     

一种集成装配过程信息的装配建模方法

装配工装、装配夹具、装配工具和装配操作等装配过程信息的参与对产品装配顺序有直接的影响，为了获得合理的装配顺序，需要在装配模型中描述装配过程信息。文中提出了一种集成装配过程信息的装配建模方法，在分析了装配单元、装配过程信息在产品装配过程中引入和退出装配环境的优先关系基础上，基于有向图和无向图的连接图模型建立了集成装配过程信息的装配模型，并采用邻接矩阵表示法对装配模型进行了表示。该模型有利于装配工艺经验的表达和产品的装配工艺规划。采用实例验证了该方法，并已在某型飞机机翼装配工艺规划中得到了应用。     

面向装配设计的建模技术

面向装配设计(DFA)的建模技术是并行工程的关键技术之一，在分析DFA主要内容的基础上，为了对设计者提供一个友善的集成化DFA分析环境和工具，提出了一种适合于对产品可装配性进行分析和评价的集成化的产品信息模型。该模型能完整地储存产品的装配信息，有效地为面向装配设计的各个活动提供集成化的信息支持。     

基于配合面偶的装配约束建模

针对产品装配设计中存在的装配约束演化问题，提出了基于配合面偶的装配约束建模方法.该方法根据装配约束基本要素定义了配合面偶，归纳了一组基本的配合面偶类型，建立了装配约束框架网络图模型和配合约束扩展网络图模型来表达装配结构及装配约束，通过装配约束的分解描述装配过程的演变，设计并实现了动态装配建模算法.研究结果表明，该方法将抽象的装配约束转化为具体的结构描述，表达了装配状态和过程信息的演化，实现了自顶向下的产品装配设计.     

层次约束结构的虚拟装配建模技术

为了解决虚拟环境下装配建模在信息完备性和模型复杂性等方面的问题,提出了一种基于层次约束结构的虚拟装配模型.该模型分为产品层、部件层、零件层、特征层、几何面层和面片层来表达,不同层元素之间存在层次映射关系,同一层元素之间存在约束关系.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟装配模型的生成算法,并给出了根据虚拟装配模型生成的虚拟装配场景图的结构.基于层次约束结构的虚拟装配模型具有信息表达完备,信息集成度高,满足实时性要求等优点,同时还能与CAD系统和虚拟装配场景图实现集成.实例验证了虚拟装配建模的有效性.     

基于Web的产品装配评价建模研究

从产品装配结构和装配过程协同设计的角度出发,提出产品装配效率和产品装配复杂度等评价指标,建立产品装配性综合评定体系,采用知识库和网络技术实现网络环境下的产品装配结构分析和再设计。在实现产品装配的相关设计知识及网络环境共享的前提下,支持设计者在网络环境下针对装配结构问题进行协同分析改进,能够有效克服面向装配的产品结构设计和装配过程设计的孤岛化问题,实现产品设计和过程设计的协调与并行。     

网络化制造协同联盟的企业协同建模

面对网络化制造模式下企业建模的网络化、协同化,指出网络化制造协同联盟的企业模型比一般个体的企业模型更复杂.在对现存企业建模框架分析比较的基础上,提出网络化制造协同联盟的多视图企业模型框架,分析模型各视图及其联系,给出协同建模框架和建模机制,探讨网络化制造环境下进行企业协同建模的解决方案.     

三维数字化装配工艺系统的研究

装配工艺规划是一项复杂的任务．传统的计算机辅助工艺规划系统都是二维的,目前国内外尚无成熟的三维数字化装配工艺系统出现．以作者为某工厂开发的“涡轮泵三维数字化装配工艺系统”为例,规划了系统的体系结构,建立了集成化的装配模型,并研究了系统实现中的关键技术．采用几何推理和人工知识相结合的方法进行装配顺序规划,探讨了路径规划和碰撞检测问题,最后实现了三维环境下产品的交互式工艺规划及仿真．     

基于IDEF和UML的虚拟装配系统建模

为了解决复杂虚拟装配系统的系统建模问题,在分析IDEF和UML建模方法优缺点的基础之上,提出了一种两者相结合的系统建模方法.首先利用IDEF建立系统的功能模型、信息模型和过程模型,再根据IDEF和UML模型之间的映射机制,将IDEF模型转换为UML模型,从而完成系统从需求分析、功能设计、对象设计直至软件实现的整个过程.该方法能有效弥补单纯采用IDEF方法建模或UML方法建模的缺陷,实践证明在虚拟装配系统建模中具有重要的应用价值.     

Solid Edge环境下的实体造型与装配设计

强调了三维实体设计是参数化设计的基础，可以为设计人员提供生动直观的视觉感受，对三维实体造型的步骤和基本方法作了介绍，以造型结果作为素材完成了不同为型的装配设计。     

装配产品的变型设计研究

针对装配产品变型设计过程中的尺寸约束问题，提出了装配产品中零件的信息模型.研究了装配产品变型设计的基本原理，根据装配产品构成零件之间的配合关系类型，定义了一组基本的约束集，建立了反映各个约束集中构成零件之间关联关系的尺寸关系模型，与事物特性表技术相结合，实现了装配产品从上至下的变型设计过程，并以装配产品承载轮系为对象进行了验证.结果表明，零件信息模型和装配产品构成零件之间的尺寸关系模型满足变型设计过程中尺寸传递的需求，可以支持装配产品的变型设计.     

微制造数控系统的实时有限状态机建模研究

为提高传统有限状态机（FSM）分析微制造数控系统（NCS）实时性特征的能力，提出了一种实时有限状态机（RTFSM）模型.该模型对传统FSM概念进行扩展，通过增加时间属性来描述状态行为的执行时间以及状态间切换所需的时间耗费.考虑到对复杂NCS控制流程进行设计、分析计算量较大，引入图论中的时间约束网络理论，采用经过修正的Floyd算法对模型中各个状态行为开始和结束时间的取值范围进行分析计算，从而实现控制流程的可调度性判定.实例研究表明，实时有限状态机可有效地建立微制造NCS控制流程模型，并降低对控制流程进行可调度性分析的复杂度，适用于NCS实时性研究.     

合作机器人的关键技术及实验研究

为了使合作机器人(Cobot)在同一作业空间内与人直接进行物理合作,对Cobot的不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制2项关键技术进行了建模及实验研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型及约束控制模型,并以五杆式Cobot为实验样机对关节机构的被动约束特性进行了实验验证.提出了基于操作力的轨迹规划方法,建立了轨迹规划模型,并对Cobot跟踪给定直线和圆弧轨迹进行了实验研究.研究结果表明,不完全约束关节机构具有被动特性,可以约束Cobot关节的运动状态;轨迹规划方法可以实现Cobot的轨迹控制.文中的研究成果经过进一步完善,可以应用到合作机器人系统,对完善人机合作技术、扩大机器人产业和提高机器人的作业水平等具有重要的实际意义.     

协同设计系统安全体系结构研究

协同设计系统是计算机支持协同工作理论和技术在企业产品开发与设计中的重要应用，为确保系统信息安全这一协同设计系统应用推广的基本前提，以信息系统安全体系结构的基本理论和协同设计系统的系统特性为基础，确定了协同设计系统的安全体系结构至少需要满足系统功能特性、系统分布特性和系统技术特性三个方面的安全需求，并应用面向信息系统的安全视图方法提出了一个由安全功能视图、安全系统视图、安全技术视图以及三种视图之间的关系和之上的约束有机构成的面向分布式应用的协同设计系统的安全体系结构，从总体上指导了协同设计系统的安全设计和实现.     

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

为将SolidWorks装配模型转换为虚拟装配模型,提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分.使用虚拟仿真标准格式OpenFlight数据库表达零件的层次化模型,采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型,零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射.在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构,实例研究表明该方法简单有效,具有可扩展性.     

基于带权无向连接图的子装配体识别方法研究

子装配体识别是解决大规模装配序列规划问题的有效方法之一.为了高效、自动地识别子装配体,根据零件联接类型,建立了装配体的带权无向连接图模型.通过边权值的设定,使得装配体的带权无向连接图能够提供Ⅰ型和Ⅱ型子装配体识别所需的联接信息.将带权无向连接图与装配体的干涉矩阵和支撑矩阵相结合,设计并实现了Ⅰ型和Ⅱ型子装配体的识别算法.与有向连接图模型中子装配体识别算法相比,能够有效消除识别过程中对两种类型子装配体的冗余判断.实验结果表明,识别算法能够有效的进行两种类型子装配体的识别.     

协同图档流程模型的研究和实践

为更好地处理多流程协同图档操作中存在的问题：复杂的图档文件关系、图档的协同操作及冲突，提出了协同图档流程模型，定义了图档文件集、文件关系和协同图档操作，并通过协同图档文件操作规则和协同图档流程处理来描述协同图档流程管理模式，给出了计算文件操作冲突集的方法，并提供了冲突解决规则及算法.结果表明，协同图档流程模型能很好地解决了多流程下对复杂关系图档集合的协同操作，能充分发挥三维CAD协同设计能力.