面向数字样机装配设计的KBE应用工具开发研究

摘要

进入二十一世纪以来，随着以计算机信息技术为基础的高新技术的迅猛发展，传统的制造业已经进入了一个新的发展领域。数字样机技术作为现代化的产品设计方法，已经越来越广泛地在制造业领域得到了应用。在利用数字样机技术进行产品开发的过程中，面向装配的CAD建模技术是重要的实现手段 数字样机的建立是个复杂的工程，随着样机的逐步完善，其数据信息呈爆炸式的增长，因此对这些数据进行整理并从中抽取知识成为一项迫切的任务。基于知识工程的设计技术（KBE）作为CAD发展新的趋势，它是CAD技术与人工智能技术（AI）的结合和提升。KBE技术对产品设计（特别是复杂产品设计）是一种革命性的变革。本文主要研究了面向数字样机装配设计的KBE应用工具的开发，并提出了一些重要关键技术的实现方法，从而提升了企业核心竞争能力。 论文首先对数字样机装配设计进行了分析，在此基础上，分析了国内外KBE技术在装配知识设计中应用的现状和存在的不足。对企业设计知识、经验的存在形式分析的基础上，结合企业对设计知识、经验管理的需求，提出面向数字样机装配设计的KBE应用工具的构架，并对其关键技术作了详细的研究。 根据KBE的基本理论和企业的需求，以UGII为支撑平台，利用其二次开发工具UGOpen/API和UG/KF实现实例库的建立、知识库的建立和知识推理机制等，从而实现KBE应用工具与CAD系统的无缝集成。 KBE应用工具的开发平台——UG是本文的另一研究重点。具体内容包括产品建模和二次开发。建模方面首先简要介绍了UG建模的理论基础以及建模中应用KBE技术的方法。UG软件中的二次开发模块为系统的软件实现提供了平台，文中对二次开发各模块的功能做了简述，最后通过实例阐述了二次开发的开发过程。 最后以本文提出的思想和方法为指导，以四轮车装配设计为应用对象，开发了“四轮车装配设计向导”。