基于新型模型原理的產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用.pdf

1、動(dòng)態(tài)多變的制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)任務(wù),要求產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)不斷進(jìn)化,以適應(yīng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和環(huán)境的變化。而目前產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的特征是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造和裝配等分階段構(gòu)建模型,信息冗余度大、數(shù)據(jù)一致性差,在異構(gòu)環(huán)境下運(yùn)行,信息使用成本高、效率低,產(chǎn)品信息、知識(shí)難以集成與重用。因此,迫切需要建立可推動(dòng)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)向前進(jìn)化的產(chǎn)品模型構(gòu)造理論,發(fā)展基于先進(jìn)模型原理和結(jié)構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息集成、設(shè)計(jì)過程集成與重用為目標(biāo),為產(chǎn)品

2、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)提供全面支持。論文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“工程與產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論方法”(6063502)資助下,從系統(tǒng)科學(xué)的高度研究產(chǎn)品模型與產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的理論,探討產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)演化的機(jī)制與方向,揭示產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)化規(guī)律,構(gòu)建推動(dòng)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)向有序度增強(qiáng)方向演化的產(chǎn)品模型構(gòu)造理論、軟件架構(gòu)技術(shù)。
　　(1)在綜合分析產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本特征和耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所具備必要條件的基礎(chǔ)上,提出并論證廣義的產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)

3、計(jì)系統(tǒng)是一類耗散結(jié)構(gòu)。研究了產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的序參量和有序度,提出產(chǎn)品模型是決定數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)演化最重要的序參量。
　　(2)在深入分析產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作時(shí)的不確定性行為特征和灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上,提出產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)是灰色系統(tǒng)?；陟乩碚?分析產(chǎn)品模型與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)有序程度的熵變機(jī)制,應(yīng)用耗散結(jié)構(gòu)和灰色系統(tǒng)理論,構(gòu)建基于灰關(guān)聯(lián)熵的廣義數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)演化方向的判別模型,據(jù)此描述系統(tǒng)的有序性和演化方向。
　　(3)分

4、析產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)化過程中主要影響因素。提出“獨(dú)立單元信息”概念,以及基本體、檢索體、控制體、智能體有機(jī)構(gòu)成的“一元四體”產(chǎn)品信息模型結(jié)構(gòu)體系。通過對產(chǎn)品信息的分類、信息特點(diǎn)的歸納,以及產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),建立了幾何拓?fù)浠倔w與獨(dú)立單元信息的動(dòng)態(tài)聯(lián)系,研究信息與模型的跟隨技術(shù),形成模型的檢索體。研究獨(dú)立單元信息的存取控制、模型信息的管理控制、模型與外部資源的交互控制,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息與工作過程的動(dòng)態(tài)配送機(jī)制,形成模型的服務(wù)功能,完成

5、了模型的控制體研究。通過模型實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的檢索重用、規(guī)則推理,推動(dòng)產(chǎn)品模型隨數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)程而不斷進(jìn)化,研究了產(chǎn)品模型的智能體。
　　(4)利用三維幾何建模平臺(tái)OpenCASCADE的資源開發(fā)了支持“一元四體”新型模型的AMFSDI試驗(yàn)軟件系統(tǒng),驗(yàn)證了軟件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的可行性。以地鐵受電弓設(shè)計(jì)為例驗(yàn)證“一元四體”產(chǎn)品模型的可行性。以汽車變速器、汽車覆蓋件沖壓模具研發(fā)為例設(shè)計(jì)了不確定性人機(jī)交互試驗(yàn),驗(yàn)證了數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化判別模型