基于知识工程的参数化设计
知识工程在UGNX中的运用
知识工程在UGNX中的运用摘要：CAD技术发展迅速, 但是以几何模型为主的CAD系统（主要是UG）无法将理论与模型设计有机结合在一起。
在设计时，仍需大量的工作。
目前,KBE( Knowledge Based Engineering, 基于知识工程)与CAD 技术的结合已成为先进制造与自动化技术的发展趋势，并且可以很好地解决这个问题。
本文通过对知识工程在UGNX各个方面中运用的剖析，展示出这种方式的优点和其可取之处，证明了其可行性。
关键词：知识工程;UGNX ;运用The Application of Knowledge Engineering on UGNXAbstract：The CAD technology is developing rapidly, but those CAD system (mainly UG) which based on geometric model cannot make theory and model design in combination. In the design, it still needs a lot of work. At present, KBE (Knowledge Based Engineering, based on Knowledge Engineering) and the combination of CAD technology has become the advanced manufacturing and automation technology development trends, and can be a very good solution to this problem. According to the analysis of the knowledge engineering in various aspects of the UGNX application, showing the advantage of the method and its merits, it proved its feasibility.Key Words：Knowledge Based Engineering; UGNX; Application0 引言目前CAD 技术发展迅猛, 但是以几何模型为主的CAD系统无法将领域设计原理和知识、同类设计以及专家经验等融入到几何模型中去, 因此无法实现知识型资源的重用[1]。
基于知识工程的自升式钻井平台方案设计方法
２ ）工况复杂 ， 计算量大 。设计 时通常要考虑 正 常作业工况 、 迁移工况 、 升降工 况和 自存工况 。强度 计算时要考虑 每种工 况 中各 种风 浪流载 荷 的组 合 ，
稳性计算则要考虑完 整稳性 、 破舱稳性 和站立稳性 。 ３ ）设 备 选 型 对 总体 方 案 的影 响较 大 。桩 腿
理 上 ， 量 的任务 是建模 和计 算 ， 大 而不 是真 正意 义 上 的设计 。如果 某 些 性 能 指标 不满 足 要 求 ， 般 一 也是 在不 影 响大 局 的 前 提下 做 局 部 修 改 ， 样 就 这
１ ３ ９
作者简介 ： 王进锋 （９ ５） 男 ， １ ８ 一， 学士 ， 助理工程师 。
研 究 方 向 ： 舶 与海 洋 工 程 设 计 船
Ｅ ｍａｌｗ ｎ ｊ ｆｎ ＠ Ｃ Ｓ Ｏ —ｈ ｐ ａｄ． ｏ － ｉ ａ ｇｉ ｅ ｇ Ｏ Ｃ Ｏ ｓ ｉｙ ｒ ｃ ｒ ： ｎ ｎ
第 ５期
船
海
工
程
第 ４ Ｏ卷
限制 了设 计方 案 的取 值 范 围 ， 一 定 能 得 到 较 优 不 解 。可 见 ， 果设 计人 员 减少数 据 处理 时 间 ， 能 如 就 有精 力 考虑更 多 的设 计方 案对 性 能 的影 响 。
型 式 的选 择 影 响到 升 降 装 置 型式 的选 择 ， 降 装 升
置 的选择 进 一步 影 响 到 使 用性 能 和 经 济 性 ， 些 这 选 择又影 响 到轮 机 电气设备 的设 置 。 这些 特 点使得 自升式钻 井平 台方 案设 计 的复 杂度 远远 高 于一 般 工 程 船舶 ， 在传 统 的设 计 过 程
4c技术
CAPP定义CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。
借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。
CAPP是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节，是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带，同时也为企业的管理部门提供相关的数据，是企业信息交换的中间环节。
CAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning）CAPP的开发、研制是从60年代末开始的，在制造自动化领域，CAPP的发展是最迟的部分。
世界上最早研究CAPP的国家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系统。
在CAPP发展史上具有里程碑意义的是CAM-I于1976年推出的CAM-I’S Automated Process Planning系统。
取其字首的第一个字母，称为CAPP系统。
目前对CAPP这个缩写法虽然还有不同的解释，但把CAPP称为计算机辅助工艺过程设计已经成为公认的释义。
CAPP（computer aided process planning,计算机辅助工艺过程设计）的作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。
它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
计算机辅助工艺过程设计也常被译为计算机辅助工艺规划。
国际生产工程研究会（CIRP）提出了计算机辅助规划(CAP-computer aided planning)、计算机自动工艺过程设计(CAPP-computer automated process planning)等名称，CAPP一词强调了工艺过程自动设计。
基于知识的桥梁参数化建模
关 键
词：计算机应用；参数化建模 ；知识处理
文 章 编 号 ： １０ —１ ８２ １）５０ ０ —９ ０ ３０ ５ （０ １０ —０ １０
中图 分类号 ：Ｔ ９ ． Ｐ３ １ ７
文献标 识￣ ：Ａ ｉ ｑ －
Ｂｒｄｇ ｒ ｍ ｅ ｒｃＭ ｏ ｌｎｇＢａ ｅ ｎ Ｋ ｎ ｗｌｄｇ ｉ ｅＰａ ａ ｔｉ ｄｅｉ ｓ ｄ ｏ ｏ ｅ ｅ
基金 项 目 国家 自然科学基金资助项 目 （０ １００ ；上海市 自然科学基金资助项 目 （６ｒ４ ７ ） ９７ ５ ３ ） ０ ｚ１０９ ；上海市教委科技基金资助项 目
（６ ｚ３ ） ００ ０ ０ ；上 海市科 学技术委 员会资助 项 目 （０３５ １０ ） １２ ００４ ０ ；上 海市教委 重点学科 建设资助项 目 （５５２ Ｊ１０ ） 作者 简介 陈 明 （９５ ） １７一 ，男 ， 山西祁县 人 ，教授 ，博 士后 ，主要 研 究方 向为计 算机 支持 的协 同工作 ，桥梁 抗震 。
ｏ ｅ ｏ ｅ ｇ ｒｓｎａ ｏ ｄ ｌｎｂ ｄ ｅ ｅｉｎ ｔｅｍｅ ｏ ｆ ｏ ｅ ｇ ｃ ｕｓ ｏ ＫＡ ， ｆｈ ｗｌ ｅ ｅｅ ｔ ｉｎｍｏ ｅ ｉ ｒ ｇ ｓ ，ｈ ｔ ｄｏ ｗｌ ｅ ｑ ｉ ｉｎ（ ） ｔ ｋ ｎ ｄ ｐ ｔ ｉ ｄ ｇ ｈ ｎ ｋ ｄ ａ ｔ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｅ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｍ ｅｒｃｍｏ ｅｉ ｇ ｋ ｏ ｅ ｇ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｍｐ ｔｒａ ｐ ｉ ｔ ； ａ ａ ｔｉ ｄ ｌ ； ｃ ｏ ｎ ｎ ｗｌ ｄ ｅｐ ｏ ｅ ｓ ｎ
００ ２ ５ 收稿 日期 ２ １ —１ —１
ｔ ｅａｇ ｒｔｍ ｆｂ ｉｇ ｔ ｃｕ ｅｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ａ ｄ ｔｅ ａｇ ｒｔｍ ｆｂ ｉｇ ｎ ｅｌ ｅ ｔｃ ａ ｇｎ ． ｈ ｌｏ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅ ｓｒ ｔｒ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ｈ ｌｏ ｉ ｄ ｕ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅ ｉｔｌ ｇ ｎ ｈ ｎ ｉｇ ｄ ｉ
基于知识工程的参数化设计应用研究
Ｗ ＡＮＧ — ｉ Ｄａ ｂ ｎ，ＺＨＵ ｅ － ｕ Ｗ ＥＩＰｉ ｇ ａ ｇ Ｗ ｎ ｈ ａ， － ｕｎ
（ Ｉ ｎ ｏ ｏ Ｃ ｎｅ，ｈ ｎｈ ｉ ｎｖｒ ｔ，ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ ＣＭＳａｄＲ ｂｔ ｅ ｔｒＳ ａ ｇ ａ Ｕ ｉ ｓｙＳ ａｇ ａ ２ ０ ７ ，ｈｎ ） ｅｉ
机 械 设 计 与 制 造
４ ２
文 革 编 ＂－ １ ０１ ３ ９ 【 ０１ ０ — ０ — ３ ５ 一 ： ０ － ９ ７ ２ ０） ９ ０ ４２ ０
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉ ｅｙ ｓｇ
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第 ９期 ２１ ０ ０年 ９月
基 于知识工程 的参数化设计应 用研 究 米
计 以及后续设计可直接通过利用和修改第件之 间的形状和尺寸相互配
见， 参数化设计方法是产品模型修改和变 型设计的需要 ， 是设计 合 ，因此零件之间配合部位的尺寸存在一定函数关系的关联性 。
；Ｕ ａ ｒ，ｄｏｐｒ ｅｈａｅ５ ｆ Ｇｅ ｒｓｎ ＡＥ ｈ。ｇ，Ｄ 把ｈ ｌｙｎ Ｇ ｌｏ ａ ｍａｓｈｃ ｒｔｉｃｏＵ ｐ ｓ。， Ｖ ｃ ｌｙ Ｆ ｃ ｏｇａ ｐｔ ｍ ｎ ｃ ｅｔ ａｃｒｉ ｘｅｉ Ｗ ｆ ｔ ｎｏ Ｕ ｎｏ ｄ； ÷Ｋｏｅ ｅｕ。 Ｋ） ｉ ｇ ａｍ ｃｅｇ Ｔ ｔ ｐ ｄｓｏ ￡ｄ ｅｐ ａｍｔ ｎ ｌｇＦｓｎ（Ｆ ｉｄ ｐ ａ哪ｉ ｓｎ ｈ ，ｉ ａ ｒｔ ｉ ｈ 。ｅ ｌ ｒ ｅｉ ｗｄ ｉ ｎ ｒｉ ｒ ｉ． ｅ ｈ ｐ ｅｓ ｅ ｗ ｖｏｐ ａ ｒ ｎ ｄ ｓ ｕ ｃ÷
参数化设计
参数化设计目录概述参数化设计是Revit Building的一个重要思想，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。
Revit Building中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。
参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。
构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。
从而提高了工作效率和工作质量。
参数化设计在CAD中的应用用CAD方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。
产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定。
这就希望零件模型具有易于修改的柔性。
参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。
对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。
在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。
参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。
几何约束包括结构约束和尺寸约束。
结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。
工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。
在参数化设计的本质及意义在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。
要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。
基于知识的轿车车身硬点布置参数化设计
了符合要求的车身总体造型。
［ 关键词 ］ 车车身布置 ； 轿 参数化设计 ； 车身硬 点 ； 知识驱动
［ 中图分类号 ］Ｕ ６ ．２ ４３ ８ ［ 文献标志码 ］ Ｂ ［ 文章编号 ］１ ７ — １２２ １）３ ０ ３ — ６ ３ ３４ （ ２０ — ０ ９ ０ ０ ４
Ｌ ｍｍ ／ ０ ８３ ７
知识工程顾问模块实现了简单的基于知识的参数
化设 计 ．它能 将 隐含 的设 计实 践嵌 入 整个设 计 过
轴距
２ ３ ５ｌ
程， 并转化为明确的知识 。 设计人员可以把在产品
设计 中涉及 的行业 设计 标 准 、尺 寸关 联 、尺 寸约
后悬 发动机罩Ｃ 点Ｘ 位置
ｐ ｉ ｔ ｆａ ｔ ｏ ｙ ｌ ｙ ｕ ａ ｅ ｎ Ｃ ｔ ５ ｉ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｒｍｅｒｃ ｄ ｓｇ ，Ｖｉｕ ｌＢ ｓ ｃ ｉ ｕ ｅ ｏ ｍａ ｅ ｏｎ ｕ ｏ ｂ ｄ ａ ｏ ｔｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｉ ｖ ｓ ｏ ｌｔ ｄ ａ ｓ． ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ａ ｔ ｅ ｉ ｏ ａ ｉ ｆ ｉ ｎ ｓ ａ ａ ｉ ｓ ｓ ｄ ｔ ｋ
基于 知识 的轿车车身硬 点布置参数化设计
罗诚 ， 李旭 ， 马春辉 ， 张红 ， 郑泽亮 （ 山东理工大学交通与车辆工程学 院 ， 山东 淄博 ２ ５４ ） ５ ０ ９
【 摘要】 参数化的设计方法在车 身设计 中 到 了大量的应用 。利用 Ｃｔ 进行 了某轿车车身总布置参数化设 得 ａａ ５ ｉｖ 计。 在其基础上使 用 ＶｓａＢ ｓ 进行二 次开发 ， 建 了知识驱动 的车身硬 点布置参数化设计 系统 ， 根据 ｉ ｌ ａｃ ｕ ｉ 构 然后
智能建造应用热点及发展趋势
智能建造应用热点及发展趋势摘要：当今，随着我国经济的快速发展，建筑产业是国民经济的重要支柱产业，在新发展格局下正经历着深刻、复杂而全面的变革。
其中，有三个关键问题非常重要：一是把握好市场模式深刻变革中的关键问题，二是把握好“双碳”战略中的深层次问题，三是把握好绿色化与数字化深刻变革中的关键问题。
关键词：智能建造；应用热点；发展趋势引言现代化社会发展进程中，智能建造与建筑工业化融合发展成为建筑行业升级发展的关键途径，尤其在高新技术支持下，如互联网、大数据技术、ＢＩＭ技术等，使其在建筑工程实施的各个环节发挥了越来越突出的优势功能，提高施工效率，减少资源浪费，并实现了标准化设计、工业化生产等，为建筑行业的升级改造提供技术支持。
但是两者融合发展进程中还存在很多不足之处，需要优化设计，在智能化技术基础上，构建更加科学的建筑工业化发展模式。
1智能建造应用热点1.1智能设计目前，依据设计特征，智能设计的应用热点可分为标准化设计、参数化设计、基于BIM的性能化设计、基于BIM的协同设计以及BIM智能化审图等5个方面。
（1）标准化设计。
包含设计元素标准化、设计流程标准化、设计产品标准化。
目前有相当一部分建筑类型已经实现或正在实现标准化设计。
以住宅设计为例，标准化户型、标准化空间、标准化装修等设计与管理流程的标准化已得到大量应用。
（2）参数化设计。
指用若干参数描述几何形体、空间、表皮和结构，通过参数控制获得满足要求的设计结果。
在建筑领域，参数化设计应用范围非常广泛。
不论是国家体育场、上海中心大厦、北京大兴国际机场等重大项目，还是异形小艺术馆、售楼处等都有应用。
（3）基于BIM的性能化设计。
利用BIM模型，建立性能化设计所需要的分析模型，并采用有限元、有限体积、热平衡方程等计算分析能力，对建筑若干方面的性能进行仿真，以评价设计项目的综合性能。
主要应用在建筑室外环境性能化设计、建筑室内环境性能化设计、结构性能化设计等设计环节。
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基于知识工程的参数化设计顾晓华,仲梁维(上海理工大学CAD中心,上海 200093)摘要:提出了一种基于知识工程的参数化设计方法,这种参数化设计方法通过为产品建立一个产品知识库,不仅能完成参数化设计的尺寸驱动和特征驱动,而且能实时地检验设计,提出设计建议,进行人机对话,是一种智能化CAD。
它将有效地方便我们在许多行业中进行产品设计,提高设计效率。
通过CA TIA知识工程顾问模块实现该参数化设计,并结合设计实例探讨这种参数化设计方法在产品设计中的应用情况。
关键词:CAD;CA TIA;知识工程;参数化设计中图分类号:TH12;TP391172 文献标识码:A 文章编号:1007-9483(2001)04-0017-02The Parametric Design Oriented to K now ledge B aseGU Xiao-hua,ZHON G Liang-wei(Shanghai University of Science&Technology,Shanghai,200093,China)Abstract:It discusses a kind of parametric design based on knowledge.By setting up a knowledge library for product,this method can realize the parametric and feature driving,design checking and advice.With this kind of intellectualized computer aided de2 sign,the product design in many fields may be convenient efficient.This method is realized by CA TIA Knowledge Advisor mod2 ule.The paper gives an example to explain its application.K ey w ords:CAD;CA TIA;Knowledge Engineering;Parametric Design CAD/CAM技术发展至今,已经历了二维绘图、线框模型、自由曲面造型、三维实体造型、特征造型等重要的发展阶段,其间又有参数化、变量化等辅助技术的出现。
参数化设计是CAD技术在实际设计应用中被提出来、并得到发展的、有着强大实用价值的技术。
知识工程是一门新兴的边缘学科,它以研究知识信息处理为主,并提供开发智能系统的技术,是人工智能、数据库技术、数理逻辑、认知科学、心理学等学科交叉发展的结果[1]。
本文探讨运用知识工程原理指导产品的参数化设计,将产品知识融于设计过程。
CA TIA知识工程顾问模块能让开发人员把产品的设计知识用知识工程原理表达出来,方便地指导设计人员完成产品创新,并体现最佳的设计实践,最终实现智能化CAD。
1 参数化设计和知识工程原理参数化设计不仅可以使CAD系统具有交互式绘图的功能,还可以使其具有自动绘图的功能。
利用参数化设计开发出来的专用的产品设计系统,可以使设计人员从大量繁琐的绘图工作中解脱出来,可以大大提高设计速度,并减少信息的存储量。
因而研究和提高参数化设计技术,是CAD技术应用领域内的一个重要的任务。
以往的参数化设计经常利用原有设计,提取一些主要的定形、定位或装配尺寸作为自定义变量,修改这些变量的同时由一些简单公式计算出并变动其它相关尺寸,即可得到所需的新的设计产品。
但是传统的参数化设计明显有以下不足。
(1)自定义变量只能驱动几何尺寸,即通过一些公式来修改零件的几何尺寸,而零件的形状已基本明确,即零件的特征基本给定,几乎不能改变。
(2)自定义变量之间相互独立,不便建立任何函数关系,也不便对每个变量做约束。
这使得当某些变量的修改量比较大时,某些特征出现严重变形,甚至使该特征和与它相关联的其它特征失去约束,出现悬空状态的特征,造成信息的丢失。
知识工程是人工智能在知识信息处理方面的发展,它主要研究如何由计算机表示知识,进行问题的智能求解。
知识工程的研究使人工智能的研究从理论转向了应用,从基于推理的模型转向基于知识的模型,是新一代计算机的重要理论基础。
它的根本目的是在研究知识的基础上,开发人工智能系统,补充和扩大大脑的功能,开创人机共同思考的时代。
知识表示、知识利用、知识获取构成了知识工程的基础[1]。
可以考虑在参数化设计中引入知识工程,结合特征造型理论,来弥补当前参数化设计的不足。
面向对象的技术已被深入应用于特征的描述,这使得特征本身已包含了参数化变动尺寸值所需的成员变量和成员函数,特征的尺寸值均可作为其变量,随时作适当改变。
在这个基础上,进一步使特征以及特征之间的依附关系能随一定的条件改变,即可实现参数化特征。
因而在产品设计过程中把涉及产品设计的所有信息集合起来,包括行业设计标准、产品的尺寸关联、尺寸约束、特征关联和工艺顺序等,组成一个产品的知识库。
由此可以采用以下办法来解决上述参数化设计的收稿日期:2001-03-16;修订日期:2001-05-21作者简介:顾晓华(1977-),男,江苏无锡人,上海理工大学在读研究生,主要从事机械CAD软件的应用研究与开发。
71・设计与研究・ 顾晓华 仲梁维 基于知识工程的参数化设计不足。
(1)建立产品的特征库和产品的特征关联、尺寸关联库。
由于一个特征是用一个对象来描述的,我们为特征设置一个属性Activity 。
当该属性值为true 时,该特征被激活;当该属性值为false 时,该特征隐藏,不出现在设计中。
这样我们就可以通过自定义变量值的范围、特征之间的依附关系等方法来确定某些特征是否被激活,是否出现在设计中。
这也就意味着在参数化设计过程中实现了特征驱动。
同时尺寸关联库的建立更能很好的组织和明确各特征的尺寸、特征间的位置关系。
这样产品的特征和尺寸的关联信息将更明确、清晰。
(2)引入一些校验。
有些变量在设计过程中有一定的范围限制或受一些标准的约束,有些变量与变量之间存在一定的函数约束关系。
可以把它们列出,定义好其范围或函数约束关系,并设置好相应的报错信息和推荐建议,组成一个设计检验库。
在参数化设计过程中,一旦有些变量的改变引起其它变量违反其允许值的范围,即违反了某一校验,则立即提示出相应的报错信息,同时给出一定的更正方案推荐给设计人员,设计人员可以及时修正设计。
设计人员也可以通过学习算法将好的设计经验写入设计检验库,或由设计检验库通过学习算法自动学习知识。
这一方法有效地增强了参数化设计的可靠性,并能积累优秀的设计经验,以扩充产品知识库,在设计时就能得到产品的最佳设计。
在建立产品数据库的基础上进行参数化设计的基本构架如图1所示。
这种基于产品知识的参数化设计把知识工程与参数化设计有机地结合起来,它用知识工程原理来组织产品数据,表达成产品的知识库。
它用较完整的面向对象的高级语言来描述特征,并在特征造型中使用参数化的同时,又利用结构化的高级语言参数化地变动尺寸和特征。
图1 基于知识的参数化设计示意图它不仅可以随时调整产品形状和尺寸,而且可以随时调整产品的结构和特征,同时实现尺寸驱动和特征驱动。
它又能实时地监督设计过程,检验设计是否符合要求,并提出适当的建议,与设计人员进行人机对话。
通过学习算法,设计人员可以不断丰富产品的知识库,更有助于未来的设计。
这样的参数化设计极大地方便了产品的修正和改良,对缩短产品设计周期、节省产品设计成本有着巨大的实际意义,从而使产品设计变得更加灵活、高效、智能。
拥有产品工艺库的产品知识库,则能进一步帮助和指导设计人员制定产品的工艺流程。
2 在CA TIA 知识工程顾问中实现参数化设计的方法CA TIA 是大型CAD/CAM 应用软件,已被广泛应用于航天、汽车等行业的设计中。
而CA TIA 知识工程顾问模块,就是一个基于知识工程的模块。
它能有效地把产品的知识库结合到产品的开发设计中去,能使设计人员在确保提高设计效率的同时,遵循最佳的设计实践。
CA TIA 知识工程顾问模块能将隐含的设计实践嵌入整个设计过程,并转化为明确的知识。
设计人员可以把在产品设计中涉及的行业设计标准、尺寸关联、尺寸约束、特征关联等信息,用CA TIA 知识工程顾问模块提供的公式(Formulas )、规则(Rules )和检查(Checks )等方法表达成模块化的面向对象的高级语言代码,其中Formulas 选项中可以通过函数公式表示待定变量与自定义变量和其它一些参数之间的关系,即借助函数公式驱动尺寸值。
Rules 选项可以通过编写程序代码,有条件地改变尺寸的值,有条件地激活或隐藏特征,从而实现尺寸驱动和特征驱动。
Checks 选项可以着重标明在校验过程中涉及的参数,从而方便地确认图2 CA TIA 知识工程模块实现参数化设计开发的简单流程图违反了哪一条行业设计标准或违反了哪一条设计约束,并立即提示设计人员出错,需修改设计。
若设计人员没有及时修改设计或修改仍未符合设计标准和设计约束,该检查将始终显示警示图标,直至设计人员修改符合校验条件。
这样CA TIA 知识工程顾问就使设计人员把产品设计中相关联的信息集成起来,有效地表达成为详细的知识,从而实现了包含尺寸驱动和特征驱动的参数化的产品开发。
在CA TIA V5R5中利用CA TIA 知识工程顾问模块实现开发设计的步骤如图2所示。
另外在CA TIA V5R5的知识工程顾问模块中设计应注意以下几点。
(1)特征树中,检查是否有Parameters 和Relations 两项,若没有则在Option 对话框中打开Tools →Options →Me 2chanical Design →Part Design →Display →Parameters 、Relations 和Tools →Options →G eneral →Parameters →Knowledge →With Value 、With Formula 。
(2)在Parameters 中添加变量应恰当。
在产品设计中,应根据实际的设计要求和产品结构选择那些对产品的结构、形状和装配位置等起决定作用的尺寸定义为变量,且数目不宜过多。
定义适当的变量后,产品的其它尺寸就可以由它们和其它相关参数之间的关系通过Formulas 确定出。
这样当修改一些变量时,系统立即自动根据与它们相关的函数公式计算出相应的尺寸值,并修改设计。
(3)在产品设计过程中,产品的知识被设计开发人员表达为编写在Formulas 、Rules 、Checks 中的代码语言。