制造工艺资源建模技术及其在夹具设计支持系统中的应用
发布时间：2021-02-01 03:00
制造工艺资源是产品设计制造过程中重要的企业资源信息，是制造业信息化技术系统的重要组成部分之一。面对用户需求个性化、多样化以及快速多变的市场竞争，实现对制造工艺资源的集成、共享与优化利用，是提高企业快速反应能力的一个关键环节。但由于制造工艺资源本身的多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点，如何将分散在各个企业中的制造工艺资源进行有效地归纳和整理、形式化、数字化并以显示方式保存下来，是企业资源信息系统数字化研究的前沿问题之一。本论文在国家“十五”科技攻关项目（No.2001BA201A09）和四川省应用基础项目（编号：01CYO51-29）项目资助下，在分析面向协同工艺设计的制造工艺资源需求的基础上，针对现有制造资源建模存在的问题，重点研究了面向协同工艺设计的制造资源建模方法、集成共享技术、资源表示和优化配置方法以及基于资源共享平台的夹具设计支持系统应用技术。论文的主要研究成果和特色如下：（1）应用面向对象建模原理，以制造工艺资源的结构、能力和状态为对象，通过分析制造工艺资源对象的基本结构、对象提取方法和对象抽象原则，构建了一种由产品数据库、设备资源库、工装资源库、工艺知识库和工艺设计数据...
【文章来源】：四川大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究的背景与意义
1.2 制造业信息化关键技术与发展趋势
1.2.1 集成和协同技术
1.2.2 智能制造技术
1.2.3 网络化制造技术
1.2.4 数字化制造技术
1.2.5 绿色制造
1.2.6 制造业信息化发展趋势
1.3 基于资源共享平台的CAPP、CAFD技术研究概况
1.3.1 现代CAPP技术
1.3.2 计算机辅助夹具设计技术
1.4 制造资源建模与集成共享技术研究概况
1.4.1 制造资源建模研究概况
1.4.2 资源共享技术研究现状
1.4.3 现有资源建模问题
1.5 协同工艺设计对资源的需求分析
1.6 论文课题来源、技术路线及主要研究内容
1.6.1 论文课题来源
1.6.2 论文技术路线与主要研究内容
2 资源建模原理与集成共享关键技术
2.1 资源建模相关概念与制造工艺资源的分类
2.1.1 资源建模的相关概念
2.1.2 制造工艺资源的定义与分类
2.2 资源建模原理
2.2.1 资源建模方法
2.2.2 面向对象建模原理
2.2.3 基于面向对象的制造资源建模过程
2.2.4 制造工艺资源模型的层次化描述
2.2.5 制造工艺资源模型的视图结构
2.3 制造工艺资源模型的构建与描述方法
2.3.1 基于UML的制造资源建模方法
2.3.2 基于EXPRESS的制造资源描述方法
2.3.3 制造工艺资源模型的XML描述
2.4 面向协同工艺设计的制造资源共享平台的构建
2.4.1 制造工艺资源共享平台体系结构
2.4.2 平台应用层功能描述
2.4.3 制造工艺资源共享平台解决方案
2.5 面向协同工艺设计的资源集成共享技术
2.5.1 资源共享控制模式
2.5.2 基于核心资源库的集中分布式共享
2.5.3 基于XML的资源集成技术
2.5.4 资源数据交换技术
2.5.5 协同设计资源检索机制
2.5.6 数据交换标准和接口技术
2.6 本章小节
3 制造工艺资源建模技术及其协同工艺设计中的应用
3.1 面向对象的制造工艺资源建模方法
3.1.1 面向对象的制造工艺资源建模分析
3.1.2 对象模型的基本结构
3.1.3 制造工艺资源对象的抽取方法
3.2 制造工艺资源对象关系描述
3.2.1 资源对象的聚集与概括关系模型
3.2.2 制造工艺资源对象类关系描述
3.2.3 工艺设计与制造工艺资源关系模型
3.2.4 制造工艺资源与其它应用系统的关系
3.2.5 制造工艺资源能力描述
3.3 制造工艺资源库构建技术与数据描述
3.3.1 制造工艺资源库构建机制
3.3.2 制造工艺资源库体系结构
3.3.3 资源库模型的表达模式
3.3.4 资源库模型向数据库表的转换
3.3.5 工艺资源数据描述方法
3.4 资源分类编码结构与存储关系模型
3.4.1 工艺资源分类编码的应用要求
3.4.2 制造工艺资源分类编码体系结构
3.4.3 基于分类编码的制造工艺资源存储关系模型
3.5 面向协同工艺设计的资源管理实施技术与应用
3.5.1 协同工艺设计中制造工艺资源的应用模式
3.5.2 制造工艺资源管理系统实施技术
3.5.3 制造工艺资源数据库在协同工艺设计中的实现方法
3.5.4 资源管理系统应用实例
3.6 本章小结
4 制造工艺资源特征建模与映射技术研究
4.1 工艺设计过程的特征描述
4.1.1 工艺设计过程分析
4.1.2 工艺设计过程特征的描述
4.1.3 过程特征与制造工艺资源特征关系
4.2 基于特征的制造工艺资源建模
4.2.1 制造工艺资源特征模型的描述及表达
4.2.2 制造工艺资源系统功能模型
4.3 工艺设计中资源映射技术与决策方法
4.3.1 工艺设计中资源映射层次模型
4.3.2 工艺设计中的特征映射技术
4.3.3 特征映射的模糊决策方法
4.4 基于制造工艺资源特征的检索方法
4.4.1 制造工艺资源特征的形式化描述
4.4.2 工序设计中资源的检索方法
4.4.3 制造工艺资源特征的检索算法
4.4.4 工艺设计中资源检索应用示例
4.5 本章小结
5 制造工艺资源共享模式与匹配算法
5.1 制造工艺资源共享模式
5.1.1 制造工艺资源共享对象模型
5.1.2 资源共享组织模型
5.1.3 制造工艺资源共享过程模型
5.2 基于共享平台的制造工艺资源匹配方法
5.2.1 制造工艺资源匹配方法分析
5.2.2 基于任务的资源匹配过程
5.3 基于语义与任务的制造工艺资源匹配算法
5.3.1 制造工艺资源语义模型
5.3.2 工艺元任务模型
5.3.3 基于任务的资源匹配算法
5.4 本章小结
6 制造工艺资源评价与选择的模糊决策方法
6.1 工艺设计中资源选择决策概述
6.1.1 工艺设计中资源的选择决策研究状况
6.1.2 制造工艺资源选择多样性的原因
6.2 制造工艺资源评价模型与指标体系
6.2.1 制造工艺资源评价的模型
6.2.2 制造工艺资源评价指标体系
6.3 基于偏好关系的多方案制造工艺资源评价与选择
6.3.1 基于偏好关系的制造工艺资源评价方法
6.3.2 构造综合偏好关系模型
6.3.3 算法应用
6.4 基于偏序关系的多方案制造工艺资源排序决策方法
6.4.1 基于偏序关系的决策模型
6.4.2 基于偏序关系的多方案制造工艺资源排序决策实例分析
6.5 本章小结
7 基于资源共享平台的夹具设计技术研究
7.1 夹具设计信息模型与资源库体系结构
7.1.1 夹具设计信息分析
7.1.2 面向夹具设计的信息模型
7.1.3 夹具资源库体系结构与关系模型
7.1.4 夹具设计支持系统信息集成技术
7.2 基于资源共享平台的夹具设计支持系统体系结构
7.2.1 夹具设计支持系统的体系结构
7.2.2 夹具设计支持系统功能模型
7.3 基于工艺特征的夹具设计技术
7.3.1 工艺特征模型的描述
7.3.2 零件有向工艺特征关系图表示
7.3.3 工艺特征实例库的组成及关系型数据库实现
7.4 基于有向工艺特征关系图的实例检索算法
7.4.1 工艺特征属性相似函数
7.4.2 零件有向工艺特征关系图的构建
7.4.3 基于有向工艺特征关系图匹配的实例检索算法
7.4.4 应用实例
7.5 本章小结
8 夹具设计支持系统开发技术与运行实例
8.1 参数化夹具图形库设计技术
8.1.1 参数化技术
8.1.2 参数化夹具图形库体系结构
8.1.3 夹具图形库对象类表示
8.1.4 参数化夹具元件数据库设计技术
8.2 基于知识的装夹设计技术
8.2.1 装夹设计信息描述
8.2.2 知识表示问题
8.2.3 定位知识表示
8.2.4 基于知识的装夹设计推理求解方法
8.2.5 基于框架的偏心夹紧推理知识表示
8.3 基于共享平台的夹具设计支持系统开发技术
8.3.1 服务器端应用程序的开发技术
8.3.2 用户端人机界面交互技术
8.3.3 夹具设计支持系统软件开发技术
8.3.4 基于MDT与AutoCAD的图形库开发技术
8.4 基于共享平台的夹具设计支持系统运行实例
8.4.1 制造工艺资源管理分系统
8.4.2 夹具资源管理分系统
8.4.3 装夹设计管理分系统
8.4.4 夹具计算分系统
8.4.5 图形库管理分系统
8.5 本章小结
9 结论与展望
9.1 全文总结与主要研究结论
9.2 主要创新点
9.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间参编的著作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]制造资源网络协同环境下广义制造能力资源模型研究[J]. 郝京辉,孙树栋,沙全友. 计算机应用研究. 2006(03)
[2]基于能力的制造资源模型研究[J]. 余强,张海盛,梁丽. 工程设计学报. 2006(01)
[3]一种基于事物特性表的信息编码系统[J]. 钱晓明,王宁生,蒋平. 南京航空航天大学学报. 2005(S1)
[4]基于Agent的制造网格资源优选评估模型研究[J]. 陶飞,胡业发,丁毓峰,盛步云,周祖德. 中国机械工程. 2005(24)
[5]网络化制造中的制造资源建模研究[J]. 孙家坤,李兆前,黄传真,高琦,杨超英. 机床与液压. 2005(10)
[6]三维参数化夹具元件库的数据库驱动技术研究[J]. 李进春,李双跃,陈运遂. 浙江工业大学学报. 2005(05)
[7]基于特征的典型CAD/CAPP/CAM集成系统[J]. 慈建平,孙厚芳,袁欣. 组合机床与自动化加工技术. 2005(09)
[8]基于Web设备管理信息系统中设备分类编码规则的研究[J]. 石建玲,印建平,葛敬霞,李红彦. 现代制造工程. 2005(09)
[9]面向网络化制造的资源共享服务平台研究[J]. 周丹晨,殷国富. 计算机集成制造系统. 2005(06)
[10]以数字制造为基础的先进制造技术[J]. 江征风,吴华春. 组合机床与自动化加工技术. 2005(06)
博士论文
[1]敏捷化CAPP系统原理、关键技术与应用实践[D]. 戈鹏.四川大学 2003
[2]产品全生命周期信息建模理论、方法及应用研究[D]. 刘雪梅.重庆大学 2002
[3]基于Internet/Intranet的资源共享模型及技术研究[D]. 操云甫.中国科学院研究生院（软件研究所） 2002
本文编号：3012080
【文章来源】：四川大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究的背景与意义
1.2 制造业信息化关键技术与发展趋势
1.2.1 集成和协同技术
1.2.2 智能制造技术
1.2.3 网络化制造技术
1.2.4 数字化制造技术
1.2.5 绿色制造
1.2.6 制造业信息化发展趋势
1.3 基于资源共享平台的CAPP、CAFD技术研究概况
1.3.1 现代CAPP技术
1.3.2 计算机辅助夹具设计技术
1.4 制造资源建模与集成共享技术研究概况
1.4.1 制造资源建模研究概况
1.4.2 资源共享技术研究现状
1.4.3 现有资源建模问题
1.5 协同工艺设计对资源的需求分析
1.6 论文课题来源、技术路线及主要研究内容
1.6.1 论文课题来源
1.6.2 论文技术路线与主要研究内容
2 资源建模原理与集成共享关键技术
2.1 资源建模相关概念与制造工艺资源的分类
2.1.1 资源建模的相关概念
2.1.2 制造工艺资源的定义与分类
2.2 资源建模原理
2.2.1 资源建模方法
2.2.2 面向对象建模原理
2.2.3 基于面向对象的制造资源建模过程
2.2.4 制造工艺资源模型的层次化描述
2.2.5 制造工艺资源模型的视图结构
2.3 制造工艺资源模型的构建与描述方法
2.3.1 基于UML的制造资源建模方法
2.3.2 基于EXPRESS的制造资源描述方法
2.3.3 制造工艺资源模型的XML描述
2.4 面向协同工艺设计的制造资源共享平台的构建
2.4.1 制造工艺资源共享平台体系结构
2.4.2 平台应用层功能描述
2.4.3 制造工艺资源共享平台解决方案
2.5 面向协同工艺设计的资源集成共享技术
2.5.1 资源共享控制模式
2.5.2 基于核心资源库的集中分布式共享
2.5.3 基于XML的资源集成技术
2.5.4 资源数据交换技术
2.5.5 协同设计资源检索机制
2.5.6 数据交换标准和接口技术
2.6 本章小节
3 制造工艺资源建模技术及其协同工艺设计中的应用
3.1 面向对象的制造工艺资源建模方法
3.1.1 面向对象的制造工艺资源建模分析
3.1.2 对象模型的基本结构
3.1.3 制造工艺资源对象的抽取方法
3.2 制造工艺资源对象关系描述
3.2.1 资源对象的聚集与概括关系模型
3.2.2 制造工艺资源对象类关系描述
3.2.3 工艺设计与制造工艺资源关系模型
3.2.4 制造工艺资源与其它应用系统的关系
3.2.5 制造工艺资源能力描述
3.3 制造工艺资源库构建技术与数据描述
3.3.1 制造工艺资源库构建机制
3.3.2 制造工艺资源库体系结构
3.3.3 资源库模型的表达模式
3.3.4 资源库模型向数据库表的转换
3.3.5 工艺资源数据描述方法
3.4 资源分类编码结构与存储关系模型
3.4.1 工艺资源分类编码的应用要求
3.4.2 制造工艺资源分类编码体系结构
3.4.3 基于分类编码的制造工艺资源存储关系模型
3.5 面向协同工艺设计的资源管理实施技术与应用
3.5.1 协同工艺设计中制造工艺资源的应用模式
3.5.2 制造工艺资源管理系统实施技术
3.5.3 制造工艺资源数据库在协同工艺设计中的实现方法
3.5.4 资源管理系统应用实例
3.6 本章小结
4 制造工艺资源特征建模与映射技术研究
4.1 工艺设计过程的特征描述
4.1.1 工艺设计过程分析
4.1.2 工艺设计过程特征的描述
4.1.3 过程特征与制造工艺资源特征关系
4.2 基于特征的制造工艺资源建模
4.2.1 制造工艺资源特征模型的描述及表达
4.2.2 制造工艺资源系统功能模型
4.3 工艺设计中资源映射技术与决策方法
4.3.1 工艺设计中资源映射层次模型
4.3.2 工艺设计中的特征映射技术
4.3.3 特征映射的模糊决策方法
4.4 基于制造工艺资源特征的检索方法
4.4.1 制造工艺资源特征的形式化描述
4.4.2 工序设计中资源的检索方法
4.4.3 制造工艺资源特征的检索算法
4.4.4 工艺设计中资源检索应用示例
4.5 本章小结
5 制造工艺资源共享模式与匹配算法
5.1 制造工艺资源共享模式
5.1.1 制造工艺资源共享对象模型
5.1.2 资源共享组织模型
5.1.3 制造工艺资源共享过程模型
5.2 基于共享平台的制造工艺资源匹配方法
5.2.1 制造工艺资源匹配方法分析
5.2.2 基于任务的资源匹配过程
5.3 基于语义与任务的制造工艺资源匹配算法
5.3.1 制造工艺资源语义模型
5.3.2 工艺元任务模型
5.3.3 基于任务的资源匹配算法
5.4 本章小结
6 制造工艺资源评价与选择的模糊决策方法
6.1 工艺设计中资源选择决策概述
6.1.1 工艺设计中资源的选择决策研究状况
6.1.2 制造工艺资源选择多样性的原因
6.2 制造工艺资源评价模型与指标体系
6.2.1 制造工艺资源评价的模型
6.2.2 制造工艺资源评价指标体系
6.3 基于偏好关系的多方案制造工艺资源评价与选择
6.3.1 基于偏好关系的制造工艺资源评价方法
6.3.2 构造综合偏好关系模型
6.3.3 算法应用
6.4 基于偏序关系的多方案制造工艺资源排序决策方法
6.4.1 基于偏序关系的决策模型
6.4.2 基于偏序关系的多方案制造工艺资源排序决策实例分析
6.5 本章小结
7 基于资源共享平台的夹具设计技术研究
7.1 夹具设计信息模型与资源库体系结构
7.1.1 夹具设计信息分析
7.1.2 面向夹具设计的信息模型
7.1.3 夹具资源库体系结构与关系模型
7.1.4 夹具设计支持系统信息集成技术
7.2 基于资源共享平台的夹具设计支持系统体系结构
7.2.1 夹具设计支持系统的体系结构
7.2.2 夹具设计支持系统功能模型
7.3 基于工艺特征的夹具设计技术
7.3.1 工艺特征模型的描述
7.3.2 零件有向工艺特征关系图表示
7.3.3 工艺特征实例库的组成及关系型数据库实现
7.4 基于有向工艺特征关系图的实例检索算法
7.4.1 工艺特征属性相似函数
7.4.2 零件有向工艺特征关系图的构建
7.4.3 基于有向工艺特征关系图匹配的实例检索算法
7.4.4 应用实例
7.5 本章小结
8 夹具设计支持系统开发技术与运行实例
8.1 参数化夹具图形库设计技术
8.1.1 参数化技术
8.1.2 参数化夹具图形库体系结构
8.1.3 夹具图形库对象类表示
8.1.4 参数化夹具元件数据库设计技术
8.2 基于知识的装夹设计技术
8.2.1 装夹设计信息描述
8.2.2 知识表示问题
8.2.3 定位知识表示
8.2.4 基于知识的装夹设计推理求解方法
8.2.5 基于框架的偏心夹紧推理知识表示
8.3 基于共享平台的夹具设计支持系统开发技术
8.3.1 服务器端应用程序的开发技术
8.3.2 用户端人机界面交互技术
8.3.3 夹具设计支持系统软件开发技术
8.3.4 基于MDT与AutoCAD的图形库开发技术
8.4 基于共享平台的夹具设计支持系统运行实例
8.4.1 制造工艺资源管理分系统
8.4.2 夹具资源管理分系统
8.4.3 装夹设计管理分系统
8.4.4 夹具计算分系统
8.4.5 图形库管理分系统
8.5 本章小结
9 结论与展望
9.1 全文总结与主要研究结论
9.2 主要创新点
9.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间参编的著作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]制造资源网络协同环境下广义制造能力资源模型研究[J]. 郝京辉,孙树栋,沙全友. 计算机应用研究. 2006(03)
[2]基于能力的制造资源模型研究[J]. 余强,张海盛,梁丽. 工程设计学报. 2006(01)
[3]一种基于事物特性表的信息编码系统[J]. 钱晓明,王宁生,蒋平. 南京航空航天大学学报. 2005(S1)
[4]基于Agent的制造网格资源优选评估模型研究[J]. 陶飞,胡业发,丁毓峰,盛步云,周祖德. 中国机械工程. 2005(24)
[5]网络化制造中的制造资源建模研究[J]. 孙家坤,李兆前,黄传真,高琦,杨超英. 机床与液压. 2005(10)
[6]三维参数化夹具元件库的数据库驱动技术研究[J]. 李进春,李双跃,陈运遂. 浙江工业大学学报. 2005(05)
[7]基于特征的典型CAD/CAPP/CAM集成系统[J]. 慈建平,孙厚芳,袁欣. 组合机床与自动化加工技术. 2005(09)
[8]基于Web设备管理信息系统中设备分类编码规则的研究[J]. 石建玲,印建平,葛敬霞,李红彦. 现代制造工程. 2005(09)
[9]面向网络化制造的资源共享服务平台研究[J]. 周丹晨,殷国富. 计算机集成制造系统. 2005(06)
[10]以数字制造为基础的先进制造技术[J]. 江征风,吴华春. 组合机床与自动化加工技术. 2005(06)
博士论文
[1]敏捷化CAPP系统原理、关键技术与应用实践[D]. 戈鹏.四川大学 2003
[2]产品全生命周期信息建模理论、方法及应用研究[D]. 刘雪梅.重庆大学 2002
[3]基于Internet/Intranet的资源共享模型及技术研究[D]. 操云甫.中国科学院研究生院（软件研究所） 2002
本文编号：3012080
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