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原文传递基于Web的车身覆盖件模具协同设计关键技术的研究

论文题名：	基于Web的车身覆盖件模具协同设计关键技术的研究
关键词：	车身覆盖件;模具协同设计;覆盖件模具;子模型;信息集成;子系统;汽车新产品开发;设计与制造;协同设计技术;企业;集成模型;顶层基本骨架;XML;网络环境下;国民经济和社会发展;组织;制造技术;原型系统;任务分配;框架结构
摘要：	汽车在国民经济和社会发展中占据着重要的地位。作为国民经济的基础结构，汽车的普及和发展促进了经济的发展和社会的现代化，并带动了一系列上下游相关产业的发展和技术革命。汽车工业发展的关键在于汽车新产品开发，车身覆盖件模具的开发是汽车新产品开发的关键环节之一。随着经济全球化、市场竞争的激烈化，世界各国的汽车企业纷纷探索采用先进的制造技术和生产哲理来缩短覆盖件模具的开发周期，提高产品质量，降低开发成本。随着信息技术和计算机辅助技术的飞速发展，相关企业在网络环境下通过优势互补、资源共享组建一种新的企业组织形式——动态联盟，去共同占领市场，从而形成竞争中的“双羸”、 “共赢”就是新的市场经济环境下企业的必然选择。协同设计技术是计算机支持的协同工作与先进制造技术相结合的产物，是一个针对产品设计阶段的新的研究领域，是网络环境下动态联盟企业进行协同产品开发的关键支撑技术。本文将协同设计技术引入到车身覆盖件模具设计与制造中，对Web环境下车身覆盖件模具协同设计中的关键技术进行了研究。本文的研究内容主要包括基于Web的车身覆盖件模具协同设计系统框架结构、覆盖件模具协同设计的过程集成、支持产品协同设计的项层基本骨架(TBS，Top Basic Skeleton)模型的研究、基于XML(eXtensible Markup Language)的覆盖件模具协同设计的信息集成等。根据车身覆盖件模具设计与制造的特点，在分析传统的C/S协同设计系统结构不足的基础上，提出了基于Web的覆盖件模具协同设计系统集成模型(Web-based Press Collaborative Design System，WPCDS)，给出了集成模型的框架结构。在分析传统的分布式面向对象计算技术(DCOM/COM、CORBA、RMI)不足的基础上，采用SOAP+HTTP来解决集成系统的平台异构问题。将WPCDS系统分成基于项目的设计过程集成、基于XML的信息集成、基于知识的智能集成三个层次，给出了系统的主要功能模块，给出了系统的网络参考模型。根据车身覆盖件模具设计与制造通常以项目组织生产的特点，提出了基于项目的设计过程集成模型，从动态和静态两个方面分析了协同设计过程所涉及到的人员、组织、资源、知识和活动等要素。集成的设计过程模型在静态方面包括过程子模型、数据子模型、组织子模型和资源子模型，给出了各个子模型的抽象描述以及各个子模型之间的关系。从动态方面分析了覆盖件模具协同设计任务规划的有关问题，给出了覆盖件模具协同设计任务分解参考模型，给出了覆盖件模具协同设计活动参考模型，采用模糊层次分析法(FAHP)来进行协同设计的任务分配，给出了任务分配的具体算法，并用实例进行了说明。提出了支持模具结构协同设计的顶层基本骨架(TBS)的概念。顶层基本骨架是支持协同设计的自顶向下的装配建模模型，该模型采用层次化建模思想，通过把复杂的产品分解为相互关联的子系统而降低问题的求解难度，通过在设计的早期阶段，抽取各个子系统之间的关联和约束来协调各个子系统之间的关系，通过简单的几何控制要素(点、线、面、基准坐标等)来表示产品主要的空间约束和性能约束，通过特征结构空间表示零部件的主要空间轮廓位置。采用XML进行协同设计信息集成的概念。分析了信息集成的主要模式，分析了信息集成中采用IGES、STEP等的不足，给出了采用XML进行信息集成的优点。提出了建立覆盖件模具标记语言(Auto Panel Die Markup Language,APDML)来支持协同设计的概念，对XML 数据模型的选择、数据模式的选择、XML文档的存储和管理等技术进行了讨论。此外，作者还对覆盖件模具特征造型技术进行了深入研究，给出了特征定义、特征分类以及集成特征信息模型，并建立了基于Web的覆盖件模具参数化标准件库和通用件库。开发了一个原型系统，对文章中提出的部分理论进行了实现，以某型号轿车后隔板为例，详细论述了基于Web的覆盖件模具协同设计过程，证明了文章中提出理论的先进性和实用性，建立的原型系统部分成果已在企业应用，获得了较好的评价。关键词：覆盖件模具协同设计 TBS XML Web
作者：	陈亚洲
专业：	机械制造及其自动化
导师：	齐从谦;林建平
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学机械工程学院
学位年度：	2004
正文语种：	中文