A Novel CAPP System Based on SML for Variant Design of Process Planning

The production model of“multi-specification and low-quantity”is becoming the main trend of manufacturing industry.As a key activity in the manufacturing chain,traditional computer aided process planning(CAPP)system fails to adapt to the production model of customization.Therefore,a novel method for variant design of process planning was proposed to develop CAPP system based on Tabular Layouts of Article Characteristics(Sach-Merk Leisten in German and SML for short). With the support of standard database of master process planning documents which are developed by parameterization technique, and instance process planning for special product(instance product)can be generated automatically by the sub-system of variant de- sign of process planning.Finally,a CAPP system was developed for process design of rotor of steam turbine to validate the feasibil- ity and applicability of the method.

直接工程环境下基于相似性的变异工艺设计方法

介绍直接工程的概念。给出直接工程环境下变异设计的抽象描述 ,并分析其特点。对变异设计中的相似性类型进行研究 ,提出基于总体层和特征层相似性比较的变异工艺设计方法 ,给出有关相似元的比较算法。该方法已用于指导实用型

智能化产品变型设计支持系统模型及其应用

产品变型设计的基本思想是通过改进已有的系列产品或设计实例来适应新的设计需求。针对变型设计的基本特点，本文提出以基于实例的推理为基础，综合运用规则推理和约束满足方法来完成产品的变型设计活动。文章结合我们所开发的“细纱机模块化变型设计系统”，从知识表达模式、系统框架和推理流程等方面详细讨论了以基于实例的推理为核心方法的面向产品变型设计的智能支持系统模型的实现及其具体应用。

转向架构架快速工艺设计系统研究与开发

在对零件特征分解、加工特征与工艺信息映射、特征参数传递技术研究的基础上,结合变异设计和工艺模板的思想提出一种基于特征的工艺文件快速设计方法。以设计特征和工艺特征作为产品进行工艺设计的基本单元,并作为工艺设计相似性的评判依据,快速工艺设计系统调用相似性极高的零件的工艺模板进行变异设计,以生成新的零件的工艺文件。文章以某高速列车转向架构架为对象,开发了一套快速工艺设计及文件生成系统,该系统能够有效提高构架的加工工艺设计效率,缩短工艺编制时间,改善工艺文件的设计质量。

面向某派生式CAPP的工艺过程卡的研究

结合某厂的应用实际,提出了基于数据库平台的HXCAPP的总体结构。通过阐述工艺过程卡的生成及编制、工艺过程卡的权限管理、工艺过程卡的查询及工艺报表的输出等内容,说明工艺过程卡在机械制造过程中的重要性。

大规模定制下的参数化设计技术研究

大规模定制环境下,改变参数化设计的流程,将产品的开发设计过程划分为创造性的详细开发过程和敏捷性的定制设计过程。利用广义模块化技术和全息建模技术构建产品族的主结构、主模型、主文档,实现产品的详细开发过程,利用基于知识的配置设计实现产品的定制结构,采用与数据库关联的整体控制局部的模块化变型设计方法实现产品的变型设计。实际应用表明模块化的设计方法、基于知识的配置设计和变型设计是实现大规模定制参数化设计的行之有效的技术方法,极大地提高了参数化设计的效率。

一个面向产品变型设计过程的知识处理方法模型

变型设计是在产品工作原理、基本功能定义不变的情况下，通过对现有产品局部结构型式和尺寸的变异来满足不同工作性能需求的一类设计行为．与创造性设计和适应性设计比较，产品变型设计是一种相对刻板、固定同时应用又十分广泛的设计行为．本文在分析了产品变型设计的基本求解流程之后，提出了一个以基于实例的推理为核心，综合运用规则推理和约束满足方法的知识处理方法模型，并且，结合所开发的“细纱机模块化变型设计系统”，从知识表达模式和推理过程两方面对其特点和应用作出了介绍．

基于活动定义的机械产品变型设计过程研究及其应用

为了在产品变型设计过程中有效重用各类零件资源,提出从设计活动的角度对机械产品变型设计过程进行建模,并给出了变型设计过程建模的框架结构。首先,基于大规模定制生产对零件的分类分析了不同类型零件的变型设计模式,并在零件结构参数层构建了零件之间的尺寸约束关系网络图;接着,给出了三元组的变型设计活动定义,以此为基础构建了变型设计活动的逻辑结构模型;然后,从活动和零件两个不同的层次,定义了机械产品变型设计过程的配置规则,由此可以派生出不同定制产品的变型设计过程,实现对不同类型零件资源的重用;最后,通过实例进行了验证。

基于参数化变型设计的工艺信息统计

针对系列化产品设计过程中存在工艺信息统计难度大、统计结果误差大、统计方法标准化程度低的问题,分析了三维模型结构树中特征成型的特点和参数化信息模板的定制规则,提出了基于特征遍历的材料消耗工艺定额、钢板切割线长度、油漆表面积的统计方法。研究了焊接特征在不同的表示方式下焊接信息的统计所存在的差异性,提出了一种基于工程图注释符号遍历的焊接信息统计方法。最后以端梁的设计为例进行了验证。

基于发明问题解决理论的系统设计方法应用

针对从发明问题解决理论(TRIZ)解场中选择较优解困难,而系统化设计方法的创新原理解产生过程具有随机性的特点,通过在TRIZ中引入系统设计方法,提出一种将两者在方案设计解场精简阶段进行集成的创新设计过程模型,实现了系统化设计方法对TRIZ解场的精简,优化了解的获取;同时TRIZ作为一种方便快捷获得解场的手段弥补了系统设计方法过程中解场的产生缺乏有效工具的缺陷.以汽车油箱贮量测定仪传感器设计原理解场的提出与精简为例,表明了该过程具有良好的可操作性、方法工具组合的灵活性,以及考虑产品后续设计的系统性等优点.

考虑齿轮磨损的行星减速器传动精度时变可靠性分析及优化设计

针对行星减速器工作过程中存在齿轮动态磨损因素导致传动精度可靠度下降的问题,建立了考虑齿轮磨损的行星减速器传动精度时变可靠性模型,并进行了传动精度可靠性分析与公差优化设计。基于啮合线分析方法建立了行星减速器传动误差模型,对齿轮磨损这一随机过程进行了数值仿真,并利用高斯过程预测了齿轮磨损量;以某二级2K-H型行星减速器为例,运用改进的基于随机过程离散化时变可靠性分析方法求解其传动精度可靠度;建立以加工成本最低为优化目标、传动精度可靠度和齿轮磨损量为约束条件的公差优化设计模型,通过序列二次规划法对影响加工成本的设计参数进行优化。经优化后,加工成本降低了3.8%,在达到减速器预期寿命时,其传动精度可靠度达到99.33%,较优化前提升了10.96%。

基于TCEng的快速响应设计系统的研究

快速响应设计的主要目的是缩短产品的设计开发周期,提高产品设计开发质量,以及提高企业对市场的快速响应能力。根据快速响应设计实施过程中遇到的具体问题,提出基于产品生命周期管理软件平台构建面向企业的快速响应设计系统,给出了基于Teamcenter Engineering快速响应设计系统的体系结构和工作流程。从信息资源化、产品数字化、设计网络化角度讨论了设计资源管理、虚拟产品建模技术、协同设计过程管理等关键技术的解决方案。结合某具体企业的实施效果,说明该系统可为机械产品快速响应设计提供可靠的保证。

基于SML的产品参数化工艺变型设计研究

为了满足市场产品多样化、客户个性化的要求,以及缩短产品设计和制造周期,提高产品设计效率和企业的市场竞争力,提出了基于SML的零件参数化工艺变型设计方法,引入减料几何特性与加工分步特征等概念,分析了基于SML的产品工艺变型设计技术及其实施方案,实践证明,研究结果达到了预期效果。

基于设计结构矩阵的变型设计过程动态规划

针对目前变型设计过程模型主要限制在零件级的粒度,导致活动间关系赋值较为粗糙,且往往需要遍历所有可能的设计过程,时间长,效率低,不能满足产品设计过程中的动态变化等问题,提出了一种基于设计结构矩阵的变型设计动态规划方法。依据建立的变型产品设计活动层次结构模型,定义了参数级粒度的设计活动间约束关系及其优先级数值,通过对虚拟活动的打包和分解操作,实现复杂耦合条件下基于DSM的设计过程动态规划。以轴承产品设计过程为例,验证了该方法的有效性。

基于实例推理的轴类零件工艺变型设计研究

针对传统CAPP系统对企业已有产品工艺知识重用较弱的现状,从产品工艺资源重用的角度出发,根据实例推理的技术,以轴类零件为例,在分析其结构特征和总结工艺特点的基础上,提出了基于模板定制的方法,采用实例工艺模板的参数化设计进行新零件工艺设计,在此基础上研究了事物特性表的建立、实例工艺模板的建立及参数化、零件实例信息建模、实例工艺检索、实例工艺修订和存储等关键技术,最后给出了应用实例。

基于实例的变型业务流程设计的研究

重组企业业务流程可以提高企业对市场的竞争能力。把变型产品的业务流程看作是抽象的变型产品,提出了以实现业务流程重组为目标的变型业务流程设计框架。在该框架中,以场景和刻面概念分别作为描述实例的手段,消除需求和设计间的"语义断层";提出基于树匹配的实例检索算法,以提高实例检索的查准率和查全率。

面向变型设计的零件族主工艺文档管理系统的研究

针对目前工艺设计过程中对企业的产品资源重用、变型工艺设计的支持力度较弱等现状,提出基于XML技术和事物特性表技术的零件族主工艺文档表示方法;在此基础上对变型设计原理进行研究,并以花键轴的零件族主工艺文档的变型实例进行了论述;最后通过开发相应的支持系统对研究内容进行验证。

基于制造流程和制造特征的零件工时估算

为了解决以往相似零件工时估算方法的精度和效率之间的矛盾,提出一种精度高且易于编程实现进而提高效率的工时估算方法。研究加工工艺对制造特征工时的影响机理,提出制造特征组合的概念,并在此基础上实现生产准备、上下料、换刀、粗加工、精加工五个工时数据库的开发。提出制造流程图的概念并描述其绘制方法。通过对历史零件制造流程图的修改及工时数据库中数据的调取计算实现对相似零件的工时估算。以某企业生产的一个零件族中相似零件的工时估算为例,验证所提出的估算方法的有效性。

支持工艺变型设计的零件族建模方法研究

工艺的变型设计是实现产品快速变型设计的重要手段,而工艺变型设计的实施必须建立合适的产品模型。本文提出了支持工艺变型设计的零件族建模方法;建立了工艺变型设计系统的总体框架;对支持工艺变型设计的零件族建模过程进行了详细研究,并论述了建模过程中采用的关键技术。

面向工艺变型设计的产品建模方法研究

文章提出了面向工艺变型设计的产品建模方法;详细介绍了支持工艺变型设计的零件模型的组成结构和零件各种模型的建立方法;最后对支持工艺变型设计的完整的零件模型进行了描述。