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产品4D信息模型的基础技术研究

吴翔  
【摘要】:随着计算机技术和信息技术的飞速发展及其在产品开发中应用的不断深入,许多先进的产品设计方法应运而生,产品信息及其特性产生了根本性变化,成为产品设计过程的核心和支柱,更是产品设计理论与技术研究的基础问题。本文基于时空观,首次提出了产品4D信息模型的概念,并对其基础技术问题进行了研究,主要研究内容包括: 1.针对并行设计、协同设计和产品全生命周期设计等先进设计方法,具体分析了产品设计过程中的时空特性,提出了产品4D信息模型的概念:在分析产品设计过程信息集成方式发展演变的三个阶段:过程序列、过程链和过程流的基础上,总结出产品设计过程中“时间”的并行、迭代和递进特性;对产品4D信息模型的时间维特性、基本特征、构成原则与模式、形成过程与关键技术等基本问题进行了研究。 2.分别采用面向对象的技术和超图理论对产品4D信息模型的表达问题进行了研究。基于对象,将产品4D信息模型分为三个层次,即数据层、数据对象层和业务对象层,提出了产品4D信息模型在不同时刻的数据结构、不同阶段的数据之间的联系的表达方法。在研究产品设计过程中信息特征的基础上,提出了用关联超图网络描述产品设计过程中信息的交流和用结构化超图描述产品4D信息模型的方法。 3.建立了基于特征和超图的产品4D信息的概念模型和基于超图数据结构的产品4D信息数据模型,应用扩展的基于超图的数据结构(HBDS)研究了产品设计过程中4D信息模型数据链系统。为实现信息的快速查询,提出了基于超图数据结构的产品4D信息数据的推理方法。 4.提出了基于网络产品设计过程中产品4D信息共享与交换的过滤方法,对过滤的对象与内容、过滤器的设计、过滤器的反馈机制和协作过滤机制、实现过程和功能基础进行了详细地研究。同时,对基于网络的产品4D信息过滤器的性能评价作了初步的探讨。 5.针对产品4D信息模型的具体特性,研究了在产品设计的具体阶段对产品4D信息模型进行动态评价的模型和关键技术,提出了基于小波网络的多属性评价算法,通过建立产品4D信息模型设计的评价系统体系结构,实现了产品4D信息模型在设计的各个阶段、不同层次的评价。 最后,以具体产品为例,开发了实验系统,验证了产品4D信息模型基础技术的正确性。


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