基于特征的零件结构并行设计体系研究

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1、基于特征的零件结构并行设计体系研究徐达王兵张迎装甲兵工程学院兵器工程系，北京(100072)摘要：本文首先介绍了并行工程的定义及其实施中的关键技术，接着阐述了特征的意义及其基于特征的建模，通过对零件结构并行设计中特征设计技术、特征映射技术、工艺规划技术和可制造性评价技术等的分析，从并行工程的角度出发，得出基于特征的零件结构并行设计环境、设计流程和设计框架，从而实现了并行设计在零件结构设计方面的应用研究，并为工程应用提供指导。关键词：特征；工艺规划；可制造性评价；并行设计体系Thestudyonpara

2、lleldesignsystemofcomponentsstructureBasedoncharacteristicWangBingXuDaZhangYingDepartmentofArmsEngineering,ArmoredForceEngineeringInstitutePLA,Beijing,100072Abstract:Firstly,Thearticleintroducesdefinitionofparallelprojectanditsessentialtechnology.Andthe

3、nelaboratesthesignificanceofcharacteristicandmodelingbasedonit.Thearticleanalysescharacteristicdesigntechnology,characteristicmappingtechnology,craftplantechnologyandmanufacturalappraisaltechnologyandelicitstheenvironment,flowandframeintheparalleldesign

4、ofcomponentsstructurebasedoncharacteristic.Thearticlerealizesthecombinationofparalleldesignandcomponentsstructuraldesignandprovidestheguidanceforengineering.Keywords:characteristic;craftplan;manufacturalappraisal;paralleldesignsystem进入21世纪，经济全球化浪潮扑面而来。虽

5、然世界已经跨入了信息社会的门槛，但其载体仍然是制造业。高度发达的制造业特别是装备制造业和先进的制造技术，已成为衡量一个国家竞争能力的标志[1]。我国的制造业总体水平与发达国家相比，还存在较大差距，已成为制约我国经济发展的瓶颈问题之一，为了解决这一问题，就需要进一步提高制造业的技术创新能力、市场快速响应能力和开拓能力，而它的实现又离不开先进制造技术。其中，并行工程就是先进制造技术中的一种，它是针对企业中存在的传统串行产品开发方式的一种根本性的改进，是一种新的设计哲理与产品开发技术。1并行工程1988年,

6、美国国防分析研究所（IDA）以武器生产为背景,对传统的生产模式进行了分析,首次系统化地提出了并行工程的概念[2]，即并行工程是集成地并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统化方法，它要求产品开发人员从设计一开始即考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度、环保和用户需求。并行工程强调在产品生命周期的各个阶段中，产品设计最为关键，它包括产品结构设计和工艺设计，该工作对制造和装配等各个环节具有决定性的影响作用，研究表明产品全部开发费用的70%-80%是直接

7、或间接由产品设计阶段所决定的[3]。零件设计作为产品开发的重要环节，除需要先进的技术工具支持且与其它环节集成之外，还需要考虑按照并行设计的思想来规划零件设计的全过程，并协调与其它环节的关系。并行工程实施中的关键技术有过程重构技术、组织结构、产品数据管理系统PDM、面向对象的设计（DFx）和协同工作环境等，而支持这些技术的底层理论包括计算机辅助技术（CAx）、数据交换标准、特征技术、数据管理技术、人工智能技术、可制造性评价技术、数控加工仿真技术和网络技术等。2特征2.1特征的定义特征包含几何信息和非几何

8、信息。从设计观点来看，传统的特征是由几何及其拓扑元素组成的形状信息集；从制造观点来看，特征是表示与制造相关的形状和技术属性；若基于构造CAx集成化产品信息模型为目的，特征的内容主要包括形状特征、精度特征、装配特征、材料特征、性能分析特征和附加特征等。由此可知，特征是构成产品描述的形状、参数、属性和性质表达的信息集，在不同工程活动中，特征的形式和内涵不同，并且可以识别、混合和转换，且在各种应用中能覆盖该项应用的全部要求。需求特征描述了对应于需求设计中的各个