现代制造业信息化技术第三章

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1、*3.制造业信息化系统建模技术3.1数字化产品建模方法3.2特征建模方法3.3功能模型建模方法3.4信息模型建模方法*3.1数字化产品建模方法模型是实际对象或系统的抽象及简化表示，是抽取研究对象的本质特征，忽略或精简一些次要的非本质影响因素的对象表示法。3.1.1基本概念(1).产品数据与产品数据模型是指产品生命周期所有阶段有关产品的数据总和。一个完整的产品定义数据模型不仅是产品数据的集合，还应反映出各类数据的表达方式以及相互间的关系。*3.1数字化产品建模方法(2).产品建模将人们头脑中构思的产品模型转换成用图形、符号或算法表示的形式，然后形成计算机内部数据模型的过程。换句话说，就是在计算

2、机内部产生、存储、处理和表达产品的过程。(3).机械产品建模根据使用需求确定产品应具备的功能，构思出产品的工作原理、运动方式、力和能量的传递，结构形状以及所使用的材料等事项，将其在计算机内部转化为具体描述或数据模型，例如图纸、文档等。*3.1数字化产品建模方法(4).数字化产品建模定义和表达产品在全生命周期中所必需的产品数据内容，数据关系以及活动过程的数字化信息模型。换句话说，数字化产品建模是建立产品数字化信息模型的过程。3.1.2零件信息模型(1).零件信息模型的总体结构零件信息模型是一个层次的结构，包含有零件层、特征层和几何层。零件层主要反映零件的总体信息；特征层包含各类特征信息及其相互

3、间关系；几何层记录了零件的点、线、面的几何/拓扑信息。*3.1数字化产品建模方法基于特征的零件信息模型的总体结构*3.1数字化产品建模方法(2).零件信息模型的数据结构1）管理特征数据结构管理特征描述零件的总体信息和标题栏信息。E-枚举数据类型I-整形数据类型S-字符数据类型2）形状特征数据结构形状特征包括有几何属性、精度属性、材料热处理属性和关系属性等。零件类型零件名图号GT码件数材料名设计者设计日期其他ESSS1SSS*3.1数字化产品建模方法形状特征的数据结构3）精度特征的数据结构。包括：精度规范信息、实体状态信息、基准信息。*3.1数字化产品建模方法4）材料热处理特征的数据结构包括：

4、材料信息和热处理信息。如下图所示：*3.1数字化产品建模方法5）技术特征的数据结构包括：零件的技术要求和特性表等。(3)基于特征的零件信息模型的应用举例技术要求：调质处理，硬度200-250HBS。基于特征的零件信息模型的数据结构实例*3.1数字化产品建模方法3.1.3产品信息模型产品信息模型是指产品从毛坯到成品的整个设计和制造过程所需要的信息总和，它是由产品结构信息模型和产品工艺信息模型组合而成的复合模型。(1).产品结构信息模型1）产品结构信息模型产品结构信息模型是描述产品的结构组成以及各组成元素相互关系的信息总和。构成产品的组成元素包括部件、组件和零件。产品结构信息包含三类信息：工程图

5、形信息、基本属性信息、装配信息。*3.1数字化产品建模方法产品结构信息模型如下：产品结构信息模型也可以用产品明细表BOM进行描述。其结构为：零部件代码零部件基本信息(图号、材料、规格、来源等)父件代码*3.1数字化产品建模方法2）产品结构的自动编码及可视化处理一般采用层次数字码来描述树形产品结构。首先要对产品结构进行编码。产品结构码编码规则如下：*3.1数字化产品建模方法图中××为产品的基本信息；@位代表了层次结构，且肯定不为零；#位为顺序号，如####表示0001～9999的顺序号。产品结构的可视化处理是利用计算机对产品结构码进行分析，再现产品结构树的处理过程。*3.1数字化产品建模方法(

6、2).产品工艺信息模型产品工艺信息模型是表示构成产品的零件从毛坯到成品的全部工艺过程信息的模型。产品工艺信息模型示意图如下：*3.2特征建模方法3.2.1特征与特征建模的概念特征：是一组具有特定属性且相互关联的几何形体，是零件形状、工艺和功能等特征信息集的综合描述。它能携带和传送有关设计和制造所需要的工程信息。特征建模：是指通过特征及其集合来定义和描述零件模型的过程。*3.2特征建模方法3.2.2特征的分类与特征间的关系(1).特征的分类1）形状特征描述零件上有一定拓朴关系的几何形状信息。形状特征是携带其他特征信息的载体。形状特征可分为主要形状特征和辅助形状特征，其中主要形状特征用于构造零件

7、的基本形状，辅助形状特征用于对主要形状特征的补充。2）精度特征用于描述产品、零件几何形状和尺寸的误差信息。3）材料特征用于描述产品、零件的材料成分、物理化学指标、热处理方法*4）技术特征用于描述产品、零件的性能、工艺技术要求、功能等信息。5）管理特征6）装配特征用于描述零件之间、特征之间的装配关系、装配方向、配合表面、装配顺序、装配工具等信息3.2特征建模方法*3.2特征建模方法(2).特征表达与特征联系1）