基于关联超图的产品4D信息模型研究.pdf

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1、基于关联超图的产&4D信息模型研究口吴翔口李刚炎武汉理工大学机电工程学院武汉430070摘要：介绍了产品设计过程中的4D信息模型的构成及特点。用关联超图对产品设计过程的4D信息模型进行了形式化描述研究，记录产品进化的历史，实现了产品设计过程中信息的可追溯性，为产品信息的检索、重用和修改提供了基础。结合实例验证该方法的可行性，为产品设计及其过程管理提供了一种新的途径和研究方法。关键词：4D信息模型关联超图产品设计过程中图分类号：F273．2文献标识码：A文章编号：1000—4998(2009)05—0o0

2、1—05Abstract：Thestructureandcharacteristicsofa4Dinformationmodelinproductdesignprocessayepresentedandaformalizeddescriptionstudyonthe4Dinformationmodelcarriedoutwiththeaidofrelationalhypergraph．Thehistoryoftheproductevolutionisrecordedandthetraceabilityo

3、ftheinformationintheproductdesignprocessrealized，thusprovidingthebasisforretrieval，reuseandmodificationoftheproductinformation．ThefeasibilityofthismethodisverifiedwiththehelpofanexampleSOastoprovideanewapproachandaresearchmethodforproductdesignanditsproc

4、essmanagement．KeyWords：4DInformationModelRelationalHypergraphProductDesignProcess产品设计过程(PmductDesignProcess，PDP)是产产品4D信息模型强调从全生命周期的角度出发，品从概念形成到生产开始这一特定工作流的一种既定通过建立产品设计过程中各种信息之间的联系，在计方式，它要求生成考虑到直至产品报废的整个生命周算机中实现对产品设计过程中的动态完整描述，即建期中有关产品设计、工艺、制造和装配等信息。因此，产立

5、一个虚拟动态的全息产品设计过程信息模型。对生品设计过程是一个实时动态的过程，除了产品的特征命周期中的产品设计过程信息从不同用户的观点来信息外，还涉及到各种设计知识、技术人员、设计工具、看，可以分为不同的视图描述，从产品设计过程中信息成本、材料和设备的配置等组成的信息流。形成的过程来看，产品信息又具有层次性。从视图观点传统的产品设计过程在一定程度上具有经验性和来描述产品能够方便地为不同的用户提供不同的产品随意性，难以满足以计算机及其网络支持的协同工作信息，而从产品信息的阶段性来描述产品能够记录产(Comp

6、uterSupportedCooperativeWork，CSCW)为特征品信息的进化历史。产品4D信息模型为整个产品设计的并行、协同、分布和开放的产品设计工作模式和实现过程提供信息支持，为所有的用户共享，信息的可追溯对设计资源的合理安排与使用。如何有效地表达产品性为产品信息的正确使用、重用以及修改提供基础[31。设计过程中各种复杂关系，动态地分配设计过程中所2基于关联超图的产品4D信息模型需要的各种资源和工作空间，实现产品设计过程的信息化、智能化、可视化，一直是产品设计过程中亟待解2．1超图的基本概念

7、决的关键问题。产品4D信息模型为解决这些问题提供超图是一个集合，是一种离散结构，1970~，法国了一种可能的途径。数学家Berge在图论的基础上提出了超图的概念，并在(GraphandHypergraph>)中给出了超图的定义¨：1产品4D信息模型超图(Hypergraph)：设一有限集合X：lt，2，⋯，产品4D信息模型是以产品3D信息模型为基础，)，的子集族为：E={liE，，}，如果满以设计过程为时间属性，形成产品动态进行过程的数足如下两个条件，就称子集族E为集合上的超图。字化信息模型。它是基于信

8、息理论和计算机技术，在现(1)≠(i∈，)代设计方法学的指导下，对产品全生命周期中的内部(2)E=X信息(所有与产品有关的几何、技术和管理方面的数二元组H=(X，E)称为一个超图，其中元素，据)和外部信息(产品赖以产生的环境、知识和规则)进z，⋯，为超图的顶点(vertices)，子集，，，⋯，行的结构化集成⋯。E为超图的边(edges)，简称超边。‘收稿日期：2008年lO月机械制造47卷第537期2009／5图1描述了超图的一般结构。E