机械产品快速设计与制造系统研究

发布时间：2020-07-17 12:23

【摘要】： 现代产品制造业是国民经济的重要基础，如何提高制造企业生产效率的研究一直都受到广泛的重视。随着市场经济的不断深入发展，制造企业必须提高设计生产效率、加快产品上市时间和降低生产成本，才能适应市场竞争求得生存发展。提高机械产品信息描述模型的完备性和连续性，将产品生命周期内各阶段的生产任务通过产品信息模型连接成一个有机整体，使产品开发的关键环节都建立在通用的产品信息模型基础上，对于现代制造企业具有重要的意义。 在对产品形成过程进行分析的基础上，提出了面向产品全生命周期的产品信息模型(PIMPL)这一概念。用产品生命周期中具有代表性的阶段模型来构成完整的产品命周期信息模型。描述了产品生命周期中各阶段信启、模型的含义和他们的三层组织结构：应用层、数据对象层和数据层。对三层组织结构的逻辑关系和数据组织方式进行了阐述。对产品生命周期信息模型的性质、内容和范围进行说明，充分表明了面向产品全生命周期的信息模型的各方面特征。 在面向产品全生命周期的信息模型的基础上，研究了基于产品生命周期信息模型的快速设计制造系统体系结构，并对系统的工作方式与具体集成方法进行了研究。指出基于产品生命周期信息模型的系统集成主要是系统集成间的逻辑数据结构管理。基于产品生命周期信息模型，提出了PDM与快速设计、快速报价、快速制造等系统集成的体系结构，探讨了系统的工作方式与数据管理模式，讨论了PDM/RDS/RQS/RMS/ERP系统集成的数据结构，给出了集成系统的详细数据结构和功能实现说明。 对于基于产品生命周期信息模型的产品快速设计制造系统，研究了产品快速设计的具体实现技术与方法。提出了基于KBE技术的产品模块化快速设计，分析了该技术的特点与优势。详细阐述了模块化产品的知识建模过程，分析了知识的来源、知识的分类，知识的表达方式和面向对象的模块化产品知识模型。详细分析了该模型的层次结构，给出了知识框架模型的数据结构模型。研究了基于知识的产品设计方案快速推理技术，包括产品模块的匹配和模块参数的求解，给出了模块匹配和参数求解的详细流程和算法。提出产品模块知识框架模型与CAD模型的多态集成模式，研究了知识多态集成模式的具体接口实现技术。并将基于KBE的模块化快速设计技术应用于典型产品——锻压机床产品，介绍了基于KBE技术的锻压机床产品模块化快速设计系统实际运行的工作情况和快速设计结果的优化。 研究基于产品生命周期信息模型的产品快速设计制造系统中，产品快速报价的实现技术和方法。分析了制造业产品报价的特点和产品报价价格的主要构成因素，提出了基于产品模块设计结果的产品快速报价系统。针对产品生产制造成本的计算，分析了产品设计成本、材料成本的计算方式，提出了产品模块制造特征信息模型。将产品构成模块与其制造特征相联系，求得产品模块的生产制造成本。分析了非成本因素对产品报价价格的影响，并对由语言描述定义的非成本因素实行模糊量化，对众多非成本影响因素进行合成。研究了产品报价价格在成本与非成本因素的共同作用下的计算方法。 研究提高产品制造系统快速性的具体方案与技术，提出了基于产品模块制造特征信息的快速制造系统。分析研究了系统的体系结构，详细论述了产品模块制造特征信息模型的构建理论和方法。并在该信息模型的基础上，分析了基于产品模块制造特征信息模型的工艺规划过程，研究了模块制造特征的加工方案选择数学模型和优化工艺的选择方案。对于确定后的模块加工方案，研究了基于产品模块制造特征的加工代码生成方法，并详细分析了加工代码的优化问题，以刀具轨迹连接部分为主，分析了不同加工轨迹的性能。并对复杂模型的加工问题进行了研究。 最后，结合作者参与开发的大型商用CAD/CAPP/CAM软件IE-CAM，分析研究产品快速制造系统的实现技术。结合IE-CAM软件重点分析了交互特征建模与参数化建模的实现技术手段和数据组织，说明了IE-CAM中特征造型的详细过程和自动特征识别。详细分析IE-CAM中基于实例的工艺决策过程，对实例的生成和转换进行了描述。分析IE-CAM中静态库与动态库结合的数据库组织方式，介绍了数据库中基本数据元素的数据链接结构和数据库的网状模型结构，并分析IE-CAM中加工仿真与后置处理生成NC代码的一般过程。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH122
【图文】：

论文组织结构

2.3.1产品信息模型的框架结构面向产品全生命周期信息模型，将产品全生命周期涉及的信息以统一方式描述，如图2.3所示。由于产品的开发和使用过程十分复杂，面向产品全生命周期的产品信息模型，采用一组模型分阶段和方面对产品进行描述。产品生命周期可以基本划分为概念设计、结构设计、工艺设计、加工制造和服务支持五个阶段，根据研究目标和应用要求，每个阶段还可以划分成粒度更小的阶段。按照所划分的

阶段模型的基本组成结构

【引证文献】

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本文编号：2759435