基于过程的计算机辅助设计模型及原型系统的研究

摘要

该文就现代设计技术和现代CAD技术做了一些研究,建立了一个基于整个产品设计过程的计算机辅助设计模型和方法,并完成了一个软件原型系统.它支持整个产品设计过程,即需求描述、概念设计、结构设计、详细设计和生产计划等,能支持设计者创建、分析、评价和选择他们的创新设计概念,能结构化设计数据和知识,并能支持设计团队的协同工作和基于网络的分布式设计工作.该文提出的基于过程的计算机辅助设计理论模型—PCAD模型,其核心是关注整个设计过程的活动和任务,以及它们之间的逻辑关系.该模型并不是告诉设计者怎样设计,而是辅助他们设计并帮助他们管理、优化整个过程,以达到提高产品质量、降低产品开发成本、缩短开发周期,从而提高产品竞争力的目的.PCAD模型覆盖了整个产品设计过程,有助于繁杂问题的处理及跨平台和分布式的运用.PCAD模型由五个核心模块组成:设计矩阵、功能方法树、产品结构树、IDEF3、设计数据模型.在PCAD理论模型的基础上,采用JAVA+XML作为开发工具实现了一个原型系统.PCAD软件原型系统已初步建立并验证了理论模型的实用性.系统以工程形式来管理一个产品的设计过程,能够创建和管理功能方法树、产品结构树,建立设计矩阵,结构化存储设计数据.在设计矩阵单元中,设计者能够采用草图、文本、图片等多种形式和第三方工具软件记录产品设计过程.目前,只是初步完成了原型系统的开发工作,还有大量的工作需要在进一步的研究中完成.

目录

文摘

英文文摘

1概论

1.1 引言

1.1.1问题的提出

1.1.2课题来源

1.2 现代设计技术

1.2.1现代设计的内涵

1.2.2现代设计的原则

1.2.3现代设计方法

1.3 CAD技术及其发展

1.3.1 CAD技术的内涵

1.3.2现代CAD技术的发展

1.3.3先进制造技术对CAD技术的影响

1.4 设计过程与CAD

1.4.1现代设计一般过程描述

1.4.2设计过程与CAD过程

1.5 课题的研究目标、内容及本人承担的任务

1.5.1研究目标

1.5.2研究内容

1.5.3本人承担的任务

1.6 本章小结

2基于过程的计算机辅助设计模型

2.1 国内外研究现状

2.2 建立模型的目的

2.3 一个基于过程的计算机辅助设计模型－PCAD模型

2.4 PCAD模型关键技术

2.4.1过程管理技术

2.4.2黑板(Blackboard)模型

2.5 PCAD模型的核心模块

2.5.1设计矩阵

2.5.2功能方法树(Function-Means Tree)

2.5.3产品结构树(Product Tree)

2.5.4 IDEF3过程建模

2.5.5设计数据模型

2.6 本章小结

3原型系统设计总论

3.1 软件开发的指导思想与过程

3.1.1系统开发的指导思想

3.1.2软件开发过程

3.2 原型系统的需求分析和关键问题

3.2.1原型系统所要实现的功能

3.2.2 PCAD原型系统设计的关键问题

3.3 开发工具的选择

3.3.1开发工具的选择原则

3.3.2采用JAVA+XML实现原型系统

3.4 系统的总体方案设计

3.4.1原型系统框图

3.4.2原型系统的功能模块

3.5 本章小结

4设计数据模型的实现

4.1 设计数据模型的实现

4.2 数据存储结构的设计

4.2.1文档类型定义(DTD)

4.2.2根据CellData.dtd构建XML文档

4.3 本章小结

5原型系统详细设计

5.1 原型系统总体界面

5.2 各功能模块的设计

5.2.1系统管理模块

5.2.2功能方法树管理

5.2.3产品结构树管理

5.2.4设计矩阵管理

5.2.5第三方工具集成

5.2.6信息传输管理模块

5.3 类的设计

5.3.1面向对象的程序设计

5.3.2类的设计

5.3.3几个重要的类的设计

5.4 本章小结

6结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

6.2.1原型系统所要达到的目标

6.2.2系统后续开发需要做的工作

参考文献

作者在读研期间科研成果简介

声明

致谢