基于物理模型的产品设计过程管理

摘要

随着经济的全球化和制造的全球化，制造企业为了在激烈的市场竞争中占有一席之地，必须在保证质量的前提下，尽量缩短产品研发周期。现有的产品建模和设计方法在以下方面存在不足：1．仅仅能描述几何信息，而产品设计过程受到诸多非几何因素的制约；2．忽视了设计过程经验的利用。在研究了国内外现有的建模理论后，我们提出了产品物理模型的概念。它不仅可以描述和记录机械零、部件的几何信息、拓扑信息、装配信息而且还能描述产品的载荷、强度、刚度等物理信息。在物理模型基础上进行设计过程的管理则是对产品设计理论的一个突破。本文旨在建立一个基于产品物理模型的设计过程管理体系，通过对产品设计过程中的相关设计信息全程记录与有效管理，实现设计经验的利用。课题在CAD软件Pro/Engineer平台上进行开发。通过对系统的开发和工程实例的应用，可以证明基于物理模型的设计过程管理体系有助于实现设计经验重用，有助于缩短产品研发周期，提高企业的市场竞争能力。 本文分六章层层展开。详细介绍了产品物理模型，设计过程中物理模型的工作原理以及物理模型设计过程的管理利用。并通过工程实例介绍了原型系统的实t一*现。第一章主要介绍了课题提出的背景，分析了现有设计理论和方法的不足，指出了它们在信息集成、利用方面存在的缺陷，明确了产品物理模型方法的优点，在此基础上提出了课题研究的主要问题——设计过程的管理利用，并安排了全文的工作；第二章介绍了产品物理模型，包括物理模型的定义、体系结构、数据结构、模块化组织和基于物理模型的产品设计流程；第三章介绍了产品设计过程中物理模型的工作原理，包括初始模型的建立，附加关系的定义，初始信息的读取，零部件的设计和装配替换，其中重点是设计信息的读取；第四章介绍了物理模型设计过程管理利用，重点放在了设计过程的存储，另外对设计过程的查询以及基于设计过程管理的产品再设计问题也进行了研究；第五章通过原型系统在工程实例——减速箱设计中的应用介绍了基于物理模型的产品设计过程及设计过程的管理利用，进一步验证了课题的可行性。论文的最后对课题进行了总结和展望。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第1章绪论

第2章产品物理模型

第3章设计过程中物理模型的工作原理

第4章物理模型产品设计过程的管理

第5章原型系统在工程中的应用

总结与展望

参考文献

附录程序开发中常用的Pro/TOOLKIT对象及函数

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢