基于MBD的智能化工艺设计技术研究

摘要

在当前产品数字化、智能化发展趋势下，MBD（Model based Definition，基于模型的定义）技术通过集成产品信息为全三维数字化设计的实现提供了可能。针对基于MBD的数字化技术在工艺设计方面研究的不足，文章以工艺设计为落脚点，引入MBD技术进行三维数字化工艺设计研究。同时融入知识工程相关技术辅助工艺决策，研究基于MBD和知识的智能化工艺设计方法，并进行系统开发。主要研究内容如下： （1）提出基于MBD的三维智能化工艺设计总方案，并对方案的实现方法、技术及流程进行了分析。 （2）研究工艺MBD模型定义及管理方法。根据MBD数据集及工艺信息特点，在分析工艺信息之后，提出工艺MBD数据集分类标准，并构建工艺MBD模型。结合MBD三维环境的信息定义形式，以目录树和标注形式对工艺模型进行表达，建立层次化表达结构。同时，对模型特征提取技术进行了研究。 （3）研究基于本体的工艺知识建模技术。引入本体进行工艺知识表达和定义，对本体工艺知识建模技术开展了较为深入的研究，建立了工艺本体知识模型。在对现有本体构建方法分析比较后，提出改进骨架法的本体构建方法，并通过工艺本体的创建对改进骨架法进行详细介绍。 （4）研究基于MBD模型的工艺决策系统。以专家系统为构建框架，设计了以本体知识库、规则库和推理机为核心的工艺决策专家系统。引入SWRL(Semantic Web Rule Language,语义规则网络语言)和JESS（Java Expert System Shell,Java平台规则引擎）分别用于工艺决策系统规则库和推理机的构建，在分析构建方法和过程后，结合本体知识库实现了工艺的推理。最后引入XML技术进行MBD模型信息的传递。 （5）利用CAA（Component Application Architecture，组件应用框架）C++技术进行了原型系统的开发与实现，并以阶梯轴为例进行了详细的流程说明和功能讲解。

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