面向大批量定制的计算机辅助制造系统研究

为了满足大批量定制企业快速响应客户个性化的需求,将大批量定制相似性原理、重用性原理和整体性用于计算机辅助制造系统中,提出了面向大批量定制企业计算机辅助制造的基本特征和体系架构.在该体系架构中,利用基于相似性原理的主模型和事物特性表技术来实现数控程序快速成型;用产品数据管理实现加工信息的统一管理和高度重用;利用产品数据管理和分布式数控的集成来实现对车间加工的任务分配、管理和快速加工;对其中的关键技术进行了研究,提出了相应的解决方案,并成功地运用于企业生产.     

钣金冲模集成制造系统的产品信息建模

计算机集成制造是模具生产集成化和智能化的最高体现,建立钣金冲模产品信息模型是实现模具集成制造的基础。本文针对钣金冲模集成制造的功能模块,建立系统的功能模型,并给出结构化分析的 Ｉ Ｄ Ｂ Ｆ０ 图形表达;分解模具集成产品模型为制件模型、制件展开分析模型、工步设计模型、模具设计模型、零件设计模型、数控加工模型和模具装配仿真模型等,并用 Ｅ Ｘ Ｐ Ｒ Ｅ Ｓ Ｓ语言建立信息模型。     

基于遗传算法的定制化高端地下装备关键生产瓶颈工序排程优化

针对定制化高端地下装备行业关键生产瓶颈工序的计划排程,以物料完工时间的最小偏移量为目标,保证物料齐套的同时减少库存呆滞,提出了一种基于遗传算法对不同交货期窗口并行机调度的生产排程优化模型。根据个性化定制装配的待加工零件和大型机加设备的特征,在实际生产计划排程中采用扩展排列编码的方式来编排零件加工顺序和分配加工设备,经过染色体子代不断交叉、变异、择优选择,最终获取偏移总量最小的排列组合。通过制造车间的具体产品加工工序数据验证其方法有效可行,对大型数控机加工序的计划排程起到较为明显的优化作用。     

数控车间信息集成技术研究

在分析数控车间生产管理的业务流程及车间硬件环境特点的基础上,构建了车间制造执行活动集成框架及执行信息流程模型.提出了基于Web服务和组件技术的数控车间数字化信息系统集成解决方案.应用分布式组件对象模型的组件技术设计了功能构件,并加以封装以实现系统内各功能模块的集成;系统与外部环境集成采用基于标准Web服务接口的方式,通过设置信息访问器和发布器来实现.开发了一个原型系统.实践证明,该系统不仅能实现车间信息的内外部集成,而且具有良好的可扩展性、可重构性和易维护性.     

纺织机械制造企业数字化智能化制造与管理平台设计与实现

针对纺织机械制造企业产品加工制造全生命周期的数据管理问题,基于企业内部现有加工制造过程中的数据流和信息流,构建了面向企业领导决策层、业务管理层和业务执行层的数字化智能化管理模型;为解决数据集成、传递和共享问题,提出了基于Web Service和数据库中间表的异构数据集成方法,实现了纺织机械制造数字化智能化管理平台的数据集成与共享,同时结合信息化数据管理的特点和要求,搭建了基于数据驱动和权限分配的可重构业务流程数据监控模型。设计和开发了针对纺织机械制造企业的数字化智能化管理平台,并通过在企业中的实际应用证明了方案的可行性。     

数字化设计技术在摩托车行业的应用研究

摩托车产品的数字化设计技术是集成现代化设计中的计算机辅助设计技术、计算机辅助分析、计算机辅助制造、产品数据管理技术虚拟样机技术、快速原型制造技术、标准技术等,融合在产品的设计、开发、制造的全过程,是一个多学科综合性技术。为满足摩托车市场对产品个性化、多样化的需求,解决摩托车行业传统的样机仿制开发模式单一,开发能力受限等问题。研究运用参数化设计、知识驱动、设计知识库和信息集成模式等方法开发了摩托车产品数字化设计平台,并得到了实例验证,为摩托车产品开发与市场需求的结合提供了基础。结论表明,在摩托车行业运用数字化设计技术的思想和方法是可行的。     

应用UG的质量检测工艺智能管理软件设计

为了提高数字化工厂中产品质量管理水平,降低产品成本,设计了一种UG平台的零件质量检测工艺智能管理软件系统。该系统通过基于.NET的UG二次开发技术,在网络环境下实现用户信息管理、量具信息录入、检测特征自动提取与识别、检测排程和质量信息采集等功能,建立了集成产品设计、制造、质量检测的数字化平台,并且给出了该软件系统的应用实例。实践结果表明,所开发的软件架构可以满足质量检测工艺智能管理的要求,实现数字化制造升级中质量控制环节的升级。     

机床制造加工数字化车间信息模型及其应用研究

车间/工厂内普遍存在来自不同厂家且功能各异的自动化装备和系统,其在信息层面表现为分布于不同网络层次的异构数据。异构系统与设备之间的互联互通是实现制造信息化和智能化的基础,是数字化车间集成的一个核心问题。解决这一问题的关键是建立规范一致的信息模型。针对机床制造加工数字化车间的信息互联互通问题,在分析数字化车间架构、功能要求和信息流的基础上,建立了机床制造加工数字化车间的信息模型架构。通过明确数字化车间信息模型的元素定义、建模规则和建模方法,实现了模型的标准化和一致性。随后,基于OPC统一构架(OPC unified architecture,OPC UA),建立了该信息模型在OPCUA地址空间中的映射规则和基于OPC UA服务器/客户端实现信息模型数据存储和交互的方法。最终,采用OPC UA协议将信息模型映射到OPC UA地址空间,选取典型现场应用场景,完成了信息模型的实例化,验证了所提出的机床制造加工数字化车间信息模型的实用性。     

基于UG数控加工的MBD工序模型建模方法研究

MBD工序模型是数字化设计技术发展的产物,已逐渐成为产品制造的依据。针对当前通过传统建模方法创建工序模型效率低,模型准确性差直接导致数控程序编制质量低的问题,提出了基于UG数控加工建立MBD工序模型的方法。首先将零件模型和毛坯模型进行装配,然后基于UG软件进行数控加工编程,最后利用UG数控仿真功能进行加工仿真并建立MBD工序模型。应用实例表明,该方法既能提高MBD工序模型的创建效率,同时能保证数控程序和工序模型的正确性。     

面向全球制造环境的先进制造使能技术

动态联盟企业的组织模式,联盟企业间的动态伙伴关系,动态联盟的群体决策支持系统,动态联盟的组织运行和经营管理技术是敏捷企业的主要研究内容,并行设计技术主要同向球制造网的产品并行设计技术,异地设计与制造技术主要研究异地设计环境下产吕数字化建模及数字化定义,分布式数字化装配技术,工装数字化设计及工装数字化装配技术,虚拟制造与制造过程仿真技术,支持异地设计与制造的计算机协同支持环境（CSCW）等,GM环境下的产品信息集成技术主要研究基于Internet技术的STEP信息集成,分布式产品数据管理技术,基于分布式对象体系的信息集成和全球制造环境网络支持平台,GM环境下的产品开发过程研究的主要研究对象包括产品开发过程建模及分析,仿真工具,产品开发过程管理等。     

基于几何与公差信息的加工特征识别方法

为实现计算机辅助设计与计算机辅助工艺规划系统的有效集成,提出了一种同时利用几何信息和公差信息的加工特征识别新方法。建立了加工资源、加工表面和加工方法三类信息模型。提出了切削模式的概念及以之为基础的表面加工方法生成原理和过程。建立了表面加工方法优化选择模型。采用多目标模糊优化结合蚁群算法求解该模型,为每个加工表面选择最优加工方法,并将在同次装夹中采用同一刀具类型和加工条件进行加工的表面聚为加工特征。最后,通过实例测试,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于事物特性表的CAx/PDM系统的集成研究

为支持事物特性表技术在产品设计、工艺、制造、测量等阶段的应用,深入研究了基于事物特性表的计算机辅助技术系统与产品数据管理系统的集成关键技术,提出了一种统一的基于事物特性表的集成产品信息模型和计算机辅助技术／产品数据管理系统集成框架,并在此基础上构建了集成平台。最后,以汽轮机转子为应用对象,对系统进行了应用验证。     

面向网络化制造的工艺分工系统

在网络化制造环境下,CAPP将面临多个变化的制造资源环境。为了处理面向网络化制造的工艺分工,本文引入物理制造单元、逻辑制造单元和逻辑加工路线等概念,介绍了系统的框架和工作流程,并对系统的关键技术,零件信息建模和基于知识的逻辑加工路线进行了分析。     

面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法

针对面向现场装配的工艺信息完整准确表达与高效管理的应用需求,提出以三维装配过程模型为载体实现面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法.分析了面向现场装配的产品装配工艺信息变迁特点,明确了从产品预规划装配工艺信息向现场实际装配工艺信息的实例化映射规则;定义了三维装配过程模型与装配工艺信息数据集,并确定了工艺信息在该模...     

大型天线结构CAD/CAE集成建模技术研究

以大型天线结构为研究对象,提出并实现了一种CAD/CAE集成建模方法.首先在参数化零件的CAD模型上添加分析特征,然后基于带分析特征的参数化零件构建产品的CAD模型,再从CAD模型中提取分析特征并在CAE环境下重构其几何模型,最后应用基于分析特征的网格,自动划分技术快速建立天线整机的有限元网格模型.实例证明该方法可以显著提高复杂产品CAE建模的速度、准确性和一致性.     

层切法模具粗加工中自适应刀轨规划方法

目前,模具粗加工方法是制约模具数控加工效率提高的重要因素,为此,深入探讨了基于层切法的零件模具数控粗加工方法,简述了层切法中计算机辅助设计3维模型分层方法,详细论述了截面上数控加工轨迹生成和规划方法。研究了目前层切法刀具轨迹生成算法的不足,提出了刀具环形轨迹的自适应规划方法。根据层面边界曲率在已有粗加工刀具中自动选择粗加工刀具规格,实现了刀具优化选择的目的。应用该方法可以减少粗加工余量,提高粗加工速度,进一步提高零件模具数控加工效率。     

Computer aided process planning system based on workflow technology and integrated bill of material tree

It is extremely important for procedure of process design and management of process data for product life cycle in Computer Aided Process Planning (CAPP) system, but there are many shortcomings with traditional CAPP system in these respects. To solve these questions, application of workflow technology in CAPP system based on web-integrated Bill of Material (BOM) tree is discussed, and a concept of integrated BOM tree was brought forward. Taking integrated BOM as the thread, CAPP systematic technological process is analyzed. The function, system architecture, and implementation mechanism of CAPP system based on Browser/Server and Customer/Server model are expatiated. Based on it, the key technologies of workflow management device were analyzed. Eventually, the implementation mechanism of integrated BOM tree was analyzed from viewpoints of material information encoding, organization node design of integrated BOM tree, transformation from Engineering BOM (EBOM) to Process BOM (PBOM), and the programming implementation technology. __________ Translated from Computer Integrated Manufacturing Systems, 2005, 11 (11) (in Chinese)     

基于工作流和集成化物料清单树的CAPP系统

在计算机辅助工艺设计系统中,面向产品全生命周期工艺设计的流程化与工艺数据的管理尤其重要.为解决传统的计算机辅助工艺设计系统在这些方面存在的问题,探讨了工作流技术在基于Web集成化物料清单树的计算机辅助工艺设计系统中的应用,提出了集成化物料清单树的概念,以集成化物料清单为主线,分析了计算机辅助工艺设计系统工艺流程,阐述了基于浏览器/服务器和客户机/服务器模式的计算机辅助工艺设计系统的功能、体系结构及其实现机制,并在此基础上分析了工艺工作流管理器的关键技术.最后,从物料信息编码、集成化物料清单树的组织节点设计、设计物料清单向工艺物料清单的转化,以及程序实现技术等方面详细分析了集成化物料清单树的实现机制.     

A computer-aided inspection planning system for on-machine measurement — part I: Global inspection planning —

Computer-Aided Inspection Planning (CAIP) is the integration bridge between CAD/CAM and Computer Aided Inspection (CAI). A CAIP system for On-Machine Measurement (OMM) is proposed to inspect the complicated mechanical parts efficiently during machining or after machining. The inspection planning consists of Global Inspection Planning (GIP) and Local Inspection Planning (LIP). In the GIP, the system creates the optimal inspection sequence of the features in a part by analyzing the various feature information such as the relationship of the features, Probe Approach Directions (PAD), etc. Feature groups are formed for effective planning, and special feature groups are determined for sequencing. The integrated process and inspection plan is generated based on the sequences of the feature groups and the features in a feature group. A series of heuristic rules are developed to accomplish it. In the LIP of Part II, the system generates inspection parameters. The integrated inspection planning is able to determine optimum manufacturing sequence for inspection and machining processes. Finally, the results are simulated and analyzed to verify the effectiveness of the proposed CAIP.