协同产品开发的可视化技术与信息管理系统研究

发布时间：2017-10-17 22:31

  本文关键词：协同产品开发的可视化技术与信息管理系统研究

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【摘要】： 随着经济全球化进程的加速，跨行业、跨地区、跨国家的联盟型虚拟企业发展迅速，企业环境发生着深刻变化，许多复杂产品的设计不得不由分布在不同地点的产品设计人员和其他相关人员协同完成，于是分布式协同设计技术应运而生，并且越来越受到工业界的重视。计算机和信息技术的飞速发展为提升产品设计水平创造了条件，尤其是信息化工程和网络技术，使得制造业在分布式协同制造和信息化管理方面有了长足的进步，大大的提高了设计灵活性和制造效率，并促使现代机械产品的开发模式不断的进行变迁。 同时，，动态多变与全球范围的市场竞争使得制造企业面临严峻挑战而不得不调整和改善自身的产品设计模式。产品在进行协同设计与开发时，需要面临设计资源的交互与共享，如何有效地进行信息的交互与共享就成为企业迫切需要解决的一个问题。因此，通过网络协同环境下对产品的可视化和信息管理技术结合而产生的制造资源的可视化管理和产品的协同化的设计成为研究的重点。 本论文在分析国内外网络化分布式协同设计及现代机械产品开发模式的研究成果基础上，提出了一种建立在协同设计和可视化技术之上的产品数据管理模型—CVPMS(Collaborative Visualization Production Development System，协同可视化产品开发系统)。分析了机械产品数据管理技术、协同产品可视化开发与管理平台实施的关键技术，研究了基于网络的三维虚拟建模的实现方法、协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法、基于XML的知识描述方法等，并通过原型系统的开发和初步应用验证了所提出的CVPMS平台功能体系结构的可行性和实用性，为我国制造业在先进制造模式下的资源共享与交互技术进行了有益的探索。论文在理论与实践中的主要研究成果和特色如下： (1)本文在综合分析各种先进制造模式的基础上，针对制造型企业的特点和现状，讨论了网络环境下的分布式协同产品开发技术的发展以及信息可视化技术在产品开发和制造领域的应用前景。提出了将可视化技术引入协同产品开发具有现实意义和应用基础，同时也讨论了其中存在的一些技术难点，提出了制造企业通过WEB实现协同产品开发的可视化信息化管理的新思路。 (2)对机械产品数据管理技术做了详细的分析，对现阶段数据管理的最新动态进行了综合。构建在网络环境下的协同产品可视化开发与管理的平台方案，并对平台构建时所用到的各种关键技术进行了探讨如：虚拟场景交互架构的实现方法、协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法、基于XML的知识描述方法等。讨论和研究了基于XML的知识描述方法，并给出了具体的实现方法。 (3)分析了基于网络的三维虚拟建模的实现方法。重点比较X3D与VRML两种常见的网络三维虚拟建模语言，并对VR动态场景的构建及产品网络三维建模方法进行了相关的讨论。分析了虚拟现实系统的类型及X3D语言的语法、编码方式和建模方法，并给出了基于X3D的网络虚拟产品建模实例。 (4)详细分析了信息可视化技术和工程可视化辅助设计(VCAD)，对信息可视化起源及研究进展、信息可视化与知识可视化的区别以及信息可视化的应用前景做了详细的探讨。给出了基于X3D和WEB技术的可视化产品信息管理模型。对于相关的JAVA开发技术进行了讨论，并给出了一个制造业的信息管理可视化模型和实例。 (5)详细介绍了机械产品设计知识的表达模型(PKRM)和获取方法(PKAM)，提出了一种基于XML的设计知识描述方法，并将这种描述方法应用到产品的变型设计和概念设计中，并详细讨论了实施变型设计和概念设计的方法和原理，最后给出了实例。 (6)以开关柜产品以及开关柜的生产制造环境为对象，本文提出了网络环境下的协同可视化产品开发系统总体结构，开发了相应的软件，并结合系统运行实例探讨了该系统的各种具体实现方法。
【关键词】：协同产品开发 可视化技术 信息管理 三维虚拟建模 可视化管理
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH166
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-27
• 1.1 现代机械产品开发模式的变迁10-16
• 1.1.1 信息化工程10-12
• 1.1.2 并行设计12-13
• 1.1.3 虚拟设计与制造13-15
• 1.1.4 产品数据管理15-16
• 1.2 网络环境下的分布式协同产品开发技术与研究进展16-21
• 1.2.1 网络环境下的分布式协同设计技术概念16-18
• 1.2.2 网络环境下的分布式协同产品开发技术的特征18-19
• 1.2.3 网络环境下的分布式协同产品开发的关键技术问题19-20
• 1.2.4 国内外研究进展20-21
• 1.3 信息可视化技术及其应用概况21-25
• 1.3.1 虚拟现实技术分析21-22
• 1.3.2 信息可视化技术分析22-24
• 1.3.3 网络协同产品开发中可视化和信息管理应用技术难点24-25
• 1.4 论文的课题背景、研究意义以及主要研究内容25-27
• 1.4.1 课题背景与研究意义25
• 1.4.2 主要研究内容25-27
• 2 协同产品开发的可视化管理系统的体系架构27-41
• 2.1 机械产品数据管理技术分析27-33
• 2.1.1 机械产品数据管理的发展及趋势27-29
• 2.1.2 CPDM(协同产品定义管理)29-30
• 2.1.3 基于CPC(协同产品商务)平台的VPDM(虚拟产品数据管理)30-32
• 2.1.4 CVPDS(协同可视化产品开发系统)32-33
• 2.2 网络环境下协同产品可视化开发与管理平台构建方案33-37
• 2.3 协同产品可视化开发与管理平台实施关键技术分析37-39
• 2.3.1 虚拟场景交互架构的实现方法研究37-38
• 2.3.2 协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法38-39
• 2.3.3 基于XML的知识描述方法及其应用研究39
• 2.4 本章小结39-41
• 3 基于网络的三维虚拟建模的实现方法研究41-55
• 3.1 X3D与VRML的特征分析41-42
• 3.2 VR动态场景的构建及产品网络三维建模方法42-46
• 3.2.1 VRML动态场景的交互方法42
• 3.2.2 X3D动态场景的交互方法42-43
• 3.2.3 基于X3D的产品信息建模和信息交换43-44
• 3.2.4 基于X3D的动态虚拟交互系统架构44
• 3.2.5 X3D动态场景系统开发工具44-46
• 3.3 虚拟现实系统类型及X3D语言分析46-51
• 3.3.1 虚拟现实系统的主要类型46-47
• 3.3.2 X3D概念及其与VRML比较47-48
• 3.3.3 X3D文件的结构及其XML文件语法48-50
• 3.3.4 X3D编码方式及建模方式的选择50-51
• 3.4 基于X3D的网络虚拟产品建模实例51-54
• 3.5 本章小结54-55
• 4 协同产品开发中的信息可视化技术与实施方法55-75
• 4.1 信息可视化技术方法分析55-61
• 4.1.1 信息可视化起源及研究进展55-57
• 4.1.2 信息可视化与知识可视化区别57-59
• 4.1.3 信息可视化技术的应用前景59-61
• 4.2 工程可视化辅助设计(VCAD)61-64
• 4.3 基于X3D和WEB技术的可视化产品信息管理模型64-65
• 4.4 基于JAVA的开发技术65-67
• 4.5 可视化信息管理的应用实例67-74
• 4.5.1 外部原型机制的应用67-70
• 4.5.2 前端可视化管理界面70
• 4.5.3 后端数据处理模块70-71
• 4.5.4 原型系统的开发71-74
• 4.6 本章小结74-75
• 5 基于XML的知识描述方法及其应用研究75-105
• 5.1 机械产品设计知识的表达模型(PKRM)和获取方法(PKAM)75-81
• 5.1.1 PKRM和PKAM的概念76-79
• 5.1.2 产品知识获取的途径79-81
• 5.2 基于XML的产品知识和设计知识描述方法81-89
• 5.2.1 现有产品数据信息描述方法的不足及XML描述产品数据信息的优势81-82
• 5.2.2 基于XML的产品数据信息的描述82-84
• 5.2.3 基于XML的设计知识描述方法84-85
• 5.2.4 基于XML的案例表示与案例库设计85-89
• 5.3 基于混合案例推理的变型设计方法89-96
• 5.3.1 混合案例推理在变型设计中应用的机理分析89-90
• 5.3.2 基于混合案例推理机制的变型设计智能化技术90-94
• 5.3.3 混合案例推理机制在变型设计中应用实例94-96
• 5.4 基于混合案例的产品概念设计方法96-104
• 5.4.1 系统功能结构模型96-97
• 5.4.2 基于知识的智能化概念设计97-100
• 5.4.3 基于知识的案例评价模块100-103
• 5.4.4 知识工程在概念设计中的应用实例103-104
• 5.5 本章小结104-105
• 6 可视化信息管理系统平台开发技术与应用实例105-117
• 6.1 原型系统的功能模块设计105-106
• 6.2 原型系统程序开发中的几项关键技术106-110
• 6.2.1 动态交互场景中提升效率的方法106-108
• 6.2.2 Java程序和X3D场景的通信技术108-110
• 6.3 协同产品开发的可视化信息管理开发平台运行实例110-115
• 6.3.1 系统主界面111
• 6.3.2 系统各功能组件界面111-115
• 6.4 本章小结115-117
• 7 结论与展望117-120
• 7.1 主要研究结论117-118
• 7.2 应用前景与展望118-120
• 参考文献120-127
• 攻读博士学位期间发表的学术论文127-128
• 攻读博士学位期间参与的科研项目128-129
• 致谢129-130

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王秋红;董玉德;;基于XML的液压机产品零件的模型表达[J];机械设计与制造;2012年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 潘祖聪;PLM技术及其在汽车制造业中的应用研究[D];合肥工业大学;2010年

2 夏姣姣;基于Web2.0的Web Widget在企业信息管理系统中的研究与应用[D];北京邮电大学;2010年

3 郭培辉;制造企业业务过程管理技术研究[D];北京化工大学;2011年

本文编号：1051415