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CIMS环境下的产品设计自动化系统的研究

欧松  
【摘要】:复杂机电(CEM,Complex Elecro-Mechanical)产品属于离散制造类型的产品,相当多的复杂机电产品在设计和制造方面具有相当的难度,是目前国际制造业竞争的焦点。竞争的目标是使得设计与制造的产品在性能价格比上具有更强的竞争力与合理性。我国目前大中型企业普遍存在着缺乏新产品的设计开发能力,开发周期长,设计手段落后,在国际市场竞争中处于十分不利的地位。对复杂产品系统设计自动化与智能化的研究是一个十分迫切的任务。本文以复杂机电产品的概念设计和物理设计为出发点,研制一种系统级的自动化设计系统,以达到某种程度改善企业新产品的系统设计能力,缩短产品的开发周期。最终目的是旨在开发出一种具有自主版权的CEM产品设计自动化系统,能在离散制造业中得以推广应用。 本文在以下几个方面作了一些研究、系统分析与设计工作。 1.复杂产品系统的设计是计算机辅助或智能建立模型、仿真与评价的过程。产品模型应该反映产品系统各个侧面的信息,任何单一侧面的产品模型在分析与设计复杂产品系统时,都不具备设计信息的完整性。CEM产品系统的模型应该反映构成产品的可制造物理实体的多层次递阶结构、系统动态特性和系统功能等三个侧面,所以CEM产品系统的多视图模型由结构视图、动态特性视图和功能视图组成。结构视图描述产品系统物理制造实体的构成,具有多层次递阶结构,并且是各局部模型的结构体系;动态特性视图模型采用封装的形式,它描述系统的动态特性并支持系统的动态仿真;功能视图表达系统各分功能之间的相互关系以及描述物理制造实体实现其功能的原理结构,它是实现计算机智能设计和辅助概念设计与物理设计的基础。该集成视图能够很好地说明产品的并行设计。 2.设计了一种计算机辅助产品设计系统(CAPDS,Computer Aided Product Design System)的体系结构。CEM产品是一个电子和机械的集成系统,设计的困难在于消除对电子和机械描述的界线,基于功能视图的概念设计和物理设计能有效地消除它们的界线。CAPDS基于下述设计方法:概念设计是建立具有递阶结构的产品系统功能视图,功能视图是产品功能实现原理的结构性综合;物理设计是功能视图或动态视图对结构视图的映射。本文主要研究功能视图对结构视图的映射。由于结构视图是产品数据库中产品说明数据的逻辑结构,所以物理设计的结果可以生成构成产品系统的物理制造实体的物料清单(BOM,Bill Of Materials)。提出了基于制造实体分类


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