多学科协同设计的约束网络模型研究

发布于:2021-11-27 19:59:08

学术前沿 中国制造业信息化 第34卷第9期 多学科协同设计的约束网络模型研究 陈 亮,邓 灵,高诚辉 (福州大学机械学院,福建福州350002) 摘要:通过对多学科协同设计中约束特点的分析,提出了一种对产品进行多学科协同设计的约束网 络模型,该模型从产品的组成和设计过程两方面多层次地将产品的各学科子模型关联起来,能够有 效地支持产品多学科协同设计过程。给出了约束网络模型的表达方法,并以汽车离合器为例进行 了实例分析。 关键词:协同设计;多学科设计;约束网络;约束建模 中图分类号:ⅡⅡ12:rII】391 文献标识码:A 文章编号:1672—1616(2005)09—0098—04 现代机械产品的设计开发越来越成为分布式的多学科设计 小组的协同任务,实施多学科协同设计的一个关键问题是保证 多学科设计问的一致性,而实现一致性的一个有效途径就是构 建多学科问的约束网络,在设计变化的驱动下,通过约束网络的 传播、检测及更新等机制,来实现学科间的动态协调和一致,所 以约束网络的建模和求解就成为协同设计研究的热点和重点。 文献[1]对协同设计中的约束网络进行了研究,采用约束网络 来支持协同设计中的协商过程;文献[2]对并行工程中的约束网 络建模和求解进行了研究,对其中的死锁避免问题作了详细的 探讨;文献[3]采用分层约束网络模型来支持复杂装配体的最优 公差设计;文献[4]对支持协同产品开发的对象和约束模型进行 了研究等。本文结合产品多学科协同设计的特点,对产品多学 科协同设计的约束网络模型进行研究,并以汽车离合器为例进 行了分析说明。 1约束网络模型 1.1 约束网络模型的层次结构 约束模型是产品模型的一部分,所以约束网络模型的结构 应与产品模型结构相适应,而产品模型结构是层次结构型的,所 以约束网络模型也应采用层次结构,这有利于简化问题及进行 逐级管理。根据产品模型的分级方式,将产品约束也分为产品 级约束、部件级约束和零件级约束。同一级别的约束的集合与 关联则构成了该级别的约束网络,如产品级约束网络、部件级约 束网络和零件级约束网络。所有级别约束网络的集合与关联则 构成了产品整体约束网络模型(如图1所示)。 殴计对象模型 产品 部件 零件 产品级变量 部件级变量 零件级变量 产品级约束 部件级约束 零件级约束 图1 产品约束网络模型的层次结构 产品级约束:与设计对象在产品级别上的总体设计要求相 零件级约束:部件又可分解为多个零件,而每个零件也有其 对应的约束。 自身的设计要求,与零件的设计要求相应的约束即为零件级约 部件级约束:设计对象可分解为多个部件,而每个部件也都 有其特定的设计要求,与部件的设计要求相应的约束即为部件 束。 产品约束模型的构建是与产品模型的构建同时进行的,也 级约束。 是采用自顶向下(TOP—D0wN)的模式,与产品模型的构建方 。。’—P。。。。。。’1。。。。。。。。。。。。。。。。。。。一 收稿日期:2005 03—24 基金项目:福建省重大科技资助项目(2002}1094);福建省教育厅科技资助项目(JB03037);福州大学科技发展基金资助项目(2003一xq一12) 作者简介:陈亮(1963一),男,福建福州人,福州大学副教授,博士在读,主要研究领域为cAD\cAE、网络化协同设计、智能设计技术 等。 98.中国制 万造方业信数息化据.2005年9月

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