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电站给水加热设备智能CAD平台及关键技术研究

张春强  
【摘要】:随着CAD技术应用的不断深入,传统CAD技术正向集成化,智能化和网络化发展。同时,对于具体的行业和专业领域,CAD技术逐渐向专用化发展以寻求更方便、更准确、更高效、更经济的设计模式。 本文是受哈尔滨某换热研究所的委托,对电站给水加热设备智能设计平台进行研究和开发。作为典型的对安全可靠性、经济性要求高的大型过程装备,其产品开发繁杂,经验性强,对成功案例依赖性大,开发专用的智能设计平台,对提高设计效率,降低设计成本,积累企业设计资源具有重要的意义。目前,国内外对智能设计研究深入而广泛,但是对电站给水加热设备的智能设计平台的研究工作开展的很少。结合实际情况,本文主要进行了以下的研究工作:基于特征模型建立了加热器产品的集成信息模型。通过全面分析给水加热设备的方案和详细设计过程,将产品繁杂的设计信息、制造信息等,分层,分功能表达和描述,用于支撑平台构建。 基于产品平台的设计理论构建了加热器设计平台。通过分析现有产品,聚类相似零部件得到产品族,依据产品变型设计的难易划分了零部件设计模块,定义了模块间的约束关系;构造了产品设计和配置知识库的知识体系,通过分析产品知识的多样性,对配置设计知识,提出采用分层分类的知识组织方法;对设计知识采用面向对象的表示方法,便于与CAD的集成。通过研究本设计平台配置与传统配置的区别,按照模块间预定义的关系,构造了配置算法并通过配置规则知识,配置出满足要求的产品模块集,实现基于平台的配置设计。 研究了基于DSM模块划分和设计流程规划。平台以模块为基础,模块划分和流程规划是快速设计的保障。提出基于设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)的信息流模块划分方法。分析了传统模块划分方法在支持信息流向和DSM对并行设计活动规划的不足,提出把传统的DSM扩展为有向和无向模糊DSM,构造了通用模块划分模型。并将该模型一式三用:归并了耦合设计活动、整合了并行设计活动、规划了设计流程,实现了产品快速设计。 基于变型设计技术实现平台开发。结合UG三维系统开发了平台。目前,本设计平台已在该研究所得到初步应用,效果较好。本文的开发理论、过程和技术可为其它过程装备,船体机械等产品快速设计提供参考。


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