面向广义模块化设计的机械产品模块数据建模和其应用研究.pdfVIP

机械设计 198 JOURNAL0FMACHlNEDESIGN 面向广义模块化设计的机械产品模块数据 建模及其应用研究 杨青林，高淑英 (天津工业大学机械工程学院，天津300387) 摘要：模块数据模型是机械产品广义模块化设计系统中管理和操作的主要数据模型，其中，柔性模块数据模型最为 复杂是研究的重点。文中结合粗纱机产品实例分析了柔性模块数据模型的信息构成，重点研究了构成信息中的柔性模块 设计知识及基于框架的知识表达方法，最后构建了面向对象的多信息集成柔性模块数据模型． 关键词：数据模型：柔性模块；知识表示；面向对象方法 模块化设计是一种被人们普遍认可的先进设计方法【l】，在 通过对模块化产品库的产品查询，对模块库的刚性模块查询、 模块创建即模块结构设计方面，其研究主要集中于模块结构的 柔性模块查询、柔性模块实例化、模块组合及方案评价这一过 方案创成，这是一个相对独立的模块创建过程，它忽略了功能 程完成产品方案设计。 相同的不同模块之间结构上的相互关系及模块结构内部的进 从上面的分析可见，机械产品广义模块化设计系统主要是 一步设计，因此，使模块结构设计的继承性较差，不利于模块 对模块化产品及模块进行管理和操作，因此，构建该设计系统 结构的快速设计。广义模块化设计是在传统模块化设计的基础 首先要解决模块化产品及模块，包括刚性模块和柔性模块的数 上，为解决上述问题而提出的一种设计理论，其设计原理是， 据建模问题，以支持系统的设计过程。 在对一类机械产品进行功能分解及功能模块划分的基础上，通 机械产品广义模块化设计系统 过分析功能相同的不同模块其结构变型的特点，抽象出一个或 多个通用的参数化的典型结构模型——柔性模块，并以它为基 ，一一一!=i!；掣一一…一一一一一一|==：j掣一一一一一一 础可实现新的模块结构的派生，达到模块结构快速设计的目 的，进而完成产品的快速设计【2】。 机械产品广义模块化设计系统是一个CAD系统，该系统以 广义模块化设计理论为基础，通过对刚性模块、柔性模块等设 雏 非 计资源进行管理和操作，辅助设计人员快速完成机械产品的方 案设计。 ：：：：：：：：：：：建：：：：：：嚣：：：：：：建：：：：：：：：：：：i 文中对该系统的主要功能进行了说明，并结合粗纱机产品 i国圄圄国! 实例重点对系统中柔性模块数据模型的信息构成及其表达方 法进行了研究，最后构建面向对象的多信息集成柔性模块数据 模型。 2柔性模块数据模型信息构成分析 1 机械产品广义模块化设计系统功 广义模块化机械产品可以分为产品层、模块层、零件层三 能模型 个层次。在上述系统中，每个层次的数据模型有其特定的信息 构成和表达方式。 图l是机械产品广义模块化设计系统的功能模型，包括两 模块层又分为刚性模块和柔性模块，刚性模块是指过去一 个分功能及若干子功能，两个分功能的具体内容如下： 定条件下满足特定要求的模块解决方案或设计结果，是可以重 (1)设计资源管理。该部分是在对模块化产品、模块进行 复使用的单元，它具有固定不变的属性，如功能、结构、尺寸 信息构成分析的基础上，建立产品族的模块数据模型及产品数 规格及接口等。文献【3】中以机床为例对刚性模块的数据建模 据模型并将各模型存入相应的数据库来实现对模块及模块化 进行了较完善的研究。柔性模块的数据模型构成信