基于实例的机械产品快速集成设计系统研究与实践

发布时间：2020-04-28 06:55

【摘要】： 产品开发是企业的一项最重要的活动。产品生命周期的缩短以及市场竞争的加剧对企业的产品开发提出了更高的要求。在较短周期内开发出低成本高质量的产品是企业提高竞争力、摆脱困境的关键，也是大多数企业实现自身发展面临的一个“瓶颈”。本文以武汉钢铁(集团)公司连续带钢生产线的重要装备——开卷机为应用背景，深入系统地研究了能科学重用企业的产品信息资源，有效支持快速响应设计的产品设计理论、方法及其实现手段。提出一种需求驱动的面向快速响应的机械产品集成设计系统体系结构。研究了该体系结构的使能技术，指出该体系结构的关键在于能科学、有效地重用企业的产品信息资源，支持现有产品设计资源的复用。综合事物特性表技术和面向对象技术的特点，提出一种基于事物特性表和面向对象的复合产品模型，既便于产品结构的复用，又能表达产品设计的过程性和动态性。分析了传统产品开发方式存在的不足，重组并建立适合于并行设计的产品开发流程。采用由IDEF3到OPN网建立产品开发流程模型，在SmarTeam平台上实现了产品设计过程管理。根据问题属性既有数量点值又有区间值的特点，，提出一种新的实例检索模型，并给出相应算法。开发了CBD与PDM之间的数据接口，建立了PDM下的基于实例的设计系统。通过分析数据库中历史设计与当前设计需求之间的相似度，从产品数据库中提取最相似实例，达到设计资源复用的目的。研究了产品设计阶段的成本影响因素，引入产品成本相关特征的概念，提出了产品成本估算系统框架。以开卷机为例对自学习式成本估算法进行验算。该方法克服了通常孤立地研究设计各阶段的成本预测和分析的不足，能够在产品概念设计阶段对产品成本作出预报，且精度高于传统方法。研究了应用系统集成技术。实现了CAx与PDM封装集成、接口集成、无缝集成三个层次的集成。开发了开卷机数字化设计、分析以及仿真计算机支持平台，进行了实例验证。应用结果表明：该系统能够有效地缩短开卷机的产品开发周期，提高开卷机的设计质量，减少废品损失。研究成果可以推广应用至其它典型产品。
【图文】：

开卷机,实物,图片,卷取机

装机量达200台(套)以上。如果加上国内几个大钢厂，全国各种类型开卷机装机量预计在2000台(套)以上。考虑目前在建钢厂及各钢厂的改扩建因素，这个数字将还会有较大幅度的增长。如图1.2所示为某型号开卷机实物图片。开卷机的分类(图1.3):1)按轧制材料进行分类。依据轧制材料的不同将开卷机分为热轧卷取机、冷轧开卷机和硅钢开卷机等三大类。热轧卷取机是用来把热状态下(一般550~750℃)的带钢卷成钢卷。它设置在连续式热带钢轧机后面的运输辊道的上面(地上式)或下面(地下式)。.地下式卷取机卷取机一般安装在车间地坪以下，故称为地下卷取机。为了使卷板机取得良好的卷取效果，一般在卷取过程中采用一定的卷取张力。这种卷取机多用在高生产效率的热轧宽带钢作业线上。由于热带钢连车L机的技术发展，使热轧带钢的产量、品种、规格不断增加，轧制速度不断提高，从而对卷取机也提出了新的要求。在热带连轧机后面的运输辊道下面，一般依次安装2一3台地下式卷取机。在轧机连续生产中，这几台卷取机交替工作。图1.2某型号开卷机实物图片

新产品,开卷机

一般，机械产品由A(异形件)，B(常用件)，C(标准件)三类零件组成，如图1.4所示。卷筒是开卷机的核心组成部分。它有三个主要部件:棱锥轴、扇形块、空心轴。由于几乎所有的开卷机卷筒都包含这三大件，因此，可以把它们归于B类。每台开卷机都有大量的标准件，可以把它们归于C类，标矛住件40%少量更改的零件4。%全新零件2。%图1.4一个典型新产品的组成如轴承、密封件、紧固件等。还有某些开卷机整体或部分结构比较独特，与其它开卷机相比结构上有很大不同，可以把它们归于A类。目前开卷机产品开发普遍存在功能相同而结构迥异、零件数量繁多，而且同一种产品版本众多的现象。产品开发周期长，质量也不稳定。在进行开卷机设计时
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH122

【引证文献】