鍋蓋成型工藝及模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)翻譯 院（系）名稱 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年3月10日 數(shù)字級進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造的智能集成框架 摘要：本文報(bào)道了以大力發(fā)展數(shù)字級進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造的智能集成框架.集成框架是由一個特殊的輕質(zhì)PDM/ PLM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理/產(chǎn)品生命周期管理），WM（工作流程管理）系統(tǒng)于一體的綜合工程環(huán)境嵌入式框架，具有數(shù)據(jù)和流程為中心的集成功能。一個靈活的集成方法，基于CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）框架宗旨是迅速建立了系統(tǒng)，全面考慮，而這一進(jìn)程的內(nèi)在特性。這個集成框架的引入，將大大改善一切進(jìn)步的模具設(shè)計(jì)和制造過程的動態(tài)性能。 關(guān)鍵詞：級進(jìn)模；數(shù)字化制造；產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成；過程集成；集成框架 1引言 隨著計(jì)算能力的擴(kuò)大，其應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)過程中所涉及的任務(wù)和范圍越來越大，現(xiàn)代化的生產(chǎn)廠家對數(shù)字化制造（DM）的環(huán)境，新一代計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）有很大的依賴性。而獨(dú)立的DM硬件和軟件工具的重要組成部分，只有在這些工具完全集成在一個共同的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程模型中，才能為個別產(chǎn)品的整體開發(fā)提供最大的有效作用。這促進(jìn)了大量的研究工作，開發(fā)集成框架[1，2]或基于代理的架構(gòu)[3，4]，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的數(shù)據(jù)，建立了廠房和資源信息之間的緊密聯(lián)系。歷史自助學(xué)科，例如CAD，CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程），CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造），甚至生產(chǎn)計(jì)劃，把他們匯聚在一個共同的工作流程中，使重要的產(chǎn)品更新，變更和修改得到共享。 這是一種沖壓工具應(yīng)用于鈑金部件，工程套房的大規(guī)模生產(chǎn)中，AI（人工智能）和VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）的級進(jìn)模的設(shè)計(jì)和制造工具（模塊）的相繼出臺，極大地提高了開發(fā)過程中的性能。然而，所有這些工具的數(shù)據(jù)和流程集成解決方案的進(jìn)展似乎落后于DM技術(shù)的進(jìn)步。例如，最近報(bào)道的研究只涉及從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)活動的子集（重）內(nèi)全額累進(jìn)模具開發(fā)過程中沖壓工藝規(guī)劃（見圖1）使用知情的窗臺基于黑板架構(gòu)建模的集成[10]這本身似乎要遜色于目前比較流行的架構(gòu)，MAS（Multi-Agent系統(tǒng)）。幾乎沒有任何研究上可以找到完整的模具開發(fā)周期的集成。本文提出了一個集成框架，提供一個共同的軟件基礎(chǔ)設(shè)施，知識產(chǎn)權(quán)署取得的工具套件（智能級進(jìn)模）的倡議[5，6]，并進(jìn)一步下游模具組件制造或的CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）的工具，所以從設(shè)計(jì)到制造的完整的模具開發(fā)過程可以團(tuán)結(jié)整合。 2知識產(chǎn)權(quán)署的倡議 本文提出的集成框架的IPD系統(tǒng)的延伸，由新加坡國立大學(xué)和新加坡高性能計(jì)算研究所開發(fā)和不斷升級。瞳距系統(tǒng)[5，6]包括五個功能模塊（工具），即基于特征的建模，開展呃，工藝規(guī)劃模塊，配置模塊和圖紙編制模塊和兩個互補(bǔ)的模塊，即模具模板管理和知識型殼。上述圖中的虛線所示的上部與他們對應(yīng)相應(yīng)的功能模塊和工作的上IPD系統(tǒng)輸出的設(shè)計(jì)過程中的步驟。1.知識產(chǎn)權(quán)署倡議的主要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在兩個方面。首先，在全數(shù)字化設(shè)計(jì)過程的每一個流程步驟實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息存儲在一個合適的基于特征的形式，它可以重復(fù)使用的設(shè)計(jì)元素（例如，基于特征的產(chǎn)品模型和其他中級車型的定義）以及制造知識，使用知識為基礎(chǔ)的功能映射技術(shù)的下游設(shè)計(jì)任務(wù)自動化。其次，虛擬化設(shè)計(jì)，采用三維虛擬技術(shù)，例如3D條形布局。這提供了一個附加層設(shè)計(jì)檢查，以減少在早期設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)錯誤。 圖1 根據(jù)IPD系統(tǒng)級進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造流程及其擴(kuò)展 3集成框架的必要性 而IPD系統(tǒng)提供一套人工智能和級進(jìn)模設(shè)計(jì)任務(wù)的虛擬現(xiàn)實(shí)工具，還有內(nèi)部整合這些工具，并與其他下游生產(chǎn)功能的進(jìn)一步改善(在圖下部)。基本上，在IPD系統(tǒng)集成解決的問題，只關(guān)注功能模塊之間的語義互操作性。也就是說，它已妥善一套管理的任務(wù)分解成復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，并為這些任務(wù)定義合適的形式信息的說明，使下游的描述一代可以直接使用從上游階段(S)的結(jié)果。此外IPD系統(tǒng)還允許由殼牌或以知識為基礎(chǔ)的黑板，這是一個在原IPD系統(tǒng)的輔助模塊的幫助下，一些業(yè)務(wù)整合功能。殼牌包括一個共同的知識/設(shè)計(jì)對象的基礎(chǔ)和推理引擎，使每一個功能模塊所需的計(jì)算智能。它提供了一個附加層之間的搜索和瀏覽的功能模塊和支持對象，這是有益的流程集成的鏈接。怎么過，從系統(tǒng)集成的角度來看，殼牌僅作為“啞”對象存儲功能，不提供任何激進(jìn)的數(shù)據(jù)和流程管理方面的援助，以加強(qiáng)數(shù)據(jù)和過程的完整性。計(jì)算智能在知識產(chǎn)權(quán)署的最新版本，由殼牌啟用每個功能模塊直接嵌入在個別模塊本身，和殼牌被刪除。所有的功能模塊相互分離進(jìn)一步變得更加自主。介紹這些自治區(qū)模塊的集成框架，以及生產(chǎn)制造應(yīng)用提供智能數(shù)據(jù)和過程管理援助，這是非常可取的，如果一個特殊的PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)/ PLM(產(chǎn)品生命周期管理)和WM(工作流程管理)嵌入式系統(tǒng)。 4目前的做法 目前的做法是試圖迅速建立集成框架。一些基本的想法的宗旨是從CAD框架[7]是借來的，而在1990年的到期，并在EDA領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可（電子設(shè)計(jì)自動化）。此外，一系列先進(jìn)的系統(tǒng)建模，設(shè)計(jì)和分析技術(shù)，特別是物件導(dǎo)向（OO）和分布式對象技術(shù)，是用于識別和優(yōu)化系統(tǒng)的功能。 4.1數(shù)據(jù)集成和過程集成 引入擬議的集成框架的主要動機(jī)是在集成設(shè)計(jì)的幫助下進(jìn)行的離散設(shè)計(jì)活動為數(shù)據(jù)集成和流程集成功能制造工具。利用各方面的數(shù)據(jù)集成功能，為最終用戶配備了一個全球性數(shù)據(jù)的整體的級進(jìn)模開發(fā)項(xiàng)目和協(xié)助一套配置和版本管理設(shè)施。為某一特定項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)都立即集中和形成良好的組織，以便方便檢索和共享，并成立一個特殊的方式來抑制數(shù)據(jù)的不一致。與流程集成功能方面相比，采納最終用戶的建議，按照設(shè)計(jì)的活動和他們的優(yōu)先關(guān)系，以產(chǎn)生所需的所有工程數(shù)據(jù)收集方面的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程序列（設(shè)計(jì)流量），并告知有什么做什，目前準(zhǔn)備做的是什么。圖2顯示的數(shù)據(jù)集成和流程集成功能將逐步使用，例如板材產(chǎn)品，這是一個漸進(jìn)的模具開發(fā)模具開發(fā)周期中。以完成模具設(shè)計(jì)和制造的完整版本，最終用戶的不斷咨詢與設(shè)計(jì)流程，以確保所有必修輸入數(shù)據(jù)是正確的任務(wù)和工作。每一個人的任務(wù)完成后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出自動進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲和配置版本管理。圖2（a），是一個漸進(jìn)的模具設(shè)計(jì)和制造的漢化版的設(shè)計(jì)流程。相應(yīng)的工作的GUI（圖形用戶界面）上的所有任務(wù)的IPD工具精心工作圍繞著設(shè)計(jì)流量。圖2（b）顯示所有的設(shè)計(jì)任務(wù)完成后，相應(yīng)的配置。 圖2 數(shù)據(jù)集成和過程集成的數(shù)字級進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造 4.2整體工程環(huán)境的架構(gòu)和框架的功能 基于目前的做法，整個工程環(huán)境（圖3）由級進(jìn)模設(shè)計(jì)、制造工具（一般稱為CAX的工具）和集成框架，或者CAX框架（比喻的CAD框架）。該框架還包括工作臺應(yīng)用程序共享的所有工具，框架內(nèi)核和兩個數(shù)據(jù)庫，管理數(shù)據(jù)庫和“原始”的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。擁有設(shè)計(jì)中的“原始”的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中存儲的對象的指針指向管理數(shù)據(jù)庫存儲元數(shù)據(jù)。擁有設(shè)計(jì)中的“原始”的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中存儲的對象的指針指向管理數(shù)據(jù)庫存儲元數(shù)據(jù)?？蚣軆?nèi)核被設(shè)計(jì)成一個事務(wù)處理系統(tǒng)，并啟用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能，通過包裝工作臺應(yīng)用程序的GUI直接或CAX信息工具調(diào)用。但根據(jù)監(jiān)管的框架和所有設(shè)計(jì)結(jié)果顯示該項(xiàng)目的進(jìn)展將通過框架集中存儲庫遷移到的CAX工具可以自主工作。基本上，任何工具集共享的功能，可分配的框架。然而，當(dāng)前的主要問題是產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流程管理功能，級進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造工藝的特點(diǎn)是全面考慮。因此，該框架的核心是進(jìn)一步分解成三部分組成，數(shù)據(jù)和過程管理的核心，元數(shù)據(jù)處理組件和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理組件。 4.3實(shí)施路線圖 采取三個步驟，建立框架結(jié)構(gòu)圖。如圖3。第一步是使主要執(zhí)行決定，概念化的“骨骼”的框架，而不考慮管理數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的細(xì)節(jié)。第二步是開發(fā)管理數(shù)據(jù)庫架構(gòu)或相關(guān)的信息模型，并進(jìn)一步指定其他組件框架與基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)模式的更多細(xì)節(jié)。第三步是開發(fā)工作臺申請表格離子GUI（圖形用戶界面），并從這個GUI測試框架功能。包裝工具，使他們能夠直接調(diào)用一些框架內(nèi)原有的接口功能（主要設(shè)計(jì)對象的入住和退房）沒有必要離開那里，進(jìn)入替補(bǔ)工作的GUI來調(diào)用這些功能很容易。因此，因此，實(shí)施包裝不被認(rèn)為是在當(dāng)前原型的細(xì)節(jié)。 圖3 綜合工程環(huán)境的基礎(chǔ)上汽車框架K[7] 4.4 “骨骼”的框架 圖4顯示了第一步完成后，并利用圖3中的客戶端和服務(wù)器端的功能分區(qū)之間的“骨骼”的框架。如下所示的執(zhí)行主要有關(guān)決定。在企業(yè)范圍內(nèi)的微軟的信息基于Windows的內(nèi)部網(wǎng)應(yīng)該是正常的工作平臺和元數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都集中在服務(wù)器端的“樞紐”。一種常見的面向?qū)ο缶幊陶Z言，Java中，選擇實(shí)現(xiàn)所有新創(chuàng)建的框架組件。對象存儲面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（OODBMS）被選定為管理數(shù)據(jù)庫來存儲元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問是熬過?申請表格離子小號的要求瓦特HICH服務(wù)器交互用元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫和RMI（遠(yuǎn)程方法調(diào)用），確認(rèn)分布式對象技術(shù)之一，用于自雙方的客戶端 - 服務(wù)器應(yīng)用程序和應(yīng)用程序Java編寫的。 1設(shè)計(jì)對象文件的傳輸通過“的CIFS（通用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)）協(xié)議[8]。JCIFS的SMB客戶端庫[9]，哪個使任何Java應(yīng)用程序來遠(yuǎn)程訪問共享文件和中小型企業(yè)文件服務(wù)器上的目錄（即微軟（R）Windows的“股份”），就是用于開發(fā)基于Java的客戶端應(yīng)用程序。 圖4 “骨骼”的框架 4.5系統(tǒng)建模和數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的管理 根據(jù)面向?qū)ο蟮脑瓌t，指定在面向?qū)ο笾械能浖到y(tǒng)，也就是相當(dāng)于確定一組對象和它們之間的關(guān)系，或在面向?qū)ο竽Ｐ椭卸x一個形狀像UML（統(tǒng)一建模語言）圖表。一旦達(dá)到足夠的面向?qū)ο竽Ｐ停敲醋钣袆?chuàng)意的部分系統(tǒng)的開發(fā)工作接近完成。如當(dāng)前的集成框架，以哪個包含OODBMS的制度，這些對象可以分為兩部分，分為：瞬態(tài)（即，實(shí)例是內(nèi)部應(yīng)用程序的內(nèi)存）或可持久性（即，實(shí)例都存儲在OODBMS的）。應(yīng)做的理論準(zhǔn)備和分析，為以后的工作充分奠定了基礎(chǔ)。具體來說，一系列的IDEF0模型被用來定義上下文中參與的工具與框架耦合的正常工作。整體設(shè)計(jì)和制造過程中的特點(diǎn)逐步得到了充分的體現(xiàn)，捕捉到設(shè)計(jì)變更的傳播特性。推導(dǎo)出一個先進(jìn)的設(shè)計(jì)版本控制和配置的管理模式，以支持設(shè)計(jì)變更傳播管理。最后，過程管理模式是建立在產(chǎn)品的管理模式基礎(chǔ)上。圖5是一個開發(fā)的系統(tǒng)模型，其中突出的是信息數(shù)據(jù)庫模式（無陰影部分）結(jié)構(gòu)的概述。它的內(nèi)容如下。主要是產(chǎn)品和過程管理的核心管理OODBMS的所有項(xiàng)目。每個項(xiàng)目都有一個配置的版本，也就是一個工作流程和層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對象的版本。進(jìn)一步明確工作流程作為設(shè)計(jì)活動的層次。在配置版本或相應(yīng)的工作流程（稱為一個組成）的組成部分，分級組織，即組成包含一些子成分能得到進(jìn)一步的遞歸分解，直至根組件，設(shè)計(jì)對象或活動。為了節(jié)省空間，層次關(guān)系沒有詳細(xì)顯示。 圖5 資料結(jié)構(gòu)的概述 4.6工作臺界面 最后一步是根據(jù)分配框架的職能操作分配的認(rèn)真的定義，來進(jìn)行工作臺界面的設(shè)計(jì)。圖6顯示了開發(fā)圖形用戶界面的截圖。它包含四個窗口。在最上面由左到右分別是“項(xiàng)目瀏覽器”和“配置版本的瀏覽器”。在左下角是“設(shè)計(jì)流量瀏覽器”。在右邊的是“產(chǎn)品層次瀏覽器”。工作臺應(yīng)用程序的使用方法是，用戶從其中找到一個項(xiàng)目，然后找到一個配置版本，以查看其詳細(xì)的工作狀態(tài)。找到相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量和產(chǎn)品流的層次結(jié)構(gòu)，然后提交給用戶。通過這些直觀的圖形瀏覽器，瀏覽器顯示的設(shè)計(jì)流程，活動和優(yōu)先配置版本的關(guān)系。他們通過“特殊”的運(yùn)行時(shí)間信息顯示已做了什么，什么應(yīng)該做和下一步需要做什么。該產(chǎn)品的層次瀏覽器顯示主要反映設(shè)計(jì)對象版本上的所有即時(shí)更新方面的組成和項(xiàng)目的進(jìn)展?fàn)顩r。它也可以用來接受用戶對設(shè)計(jì)對象的業(yè)務(wù)，特別是檢查和退房行動，以推動工程進(jìn)程進(jìn)展。檢查操作，節(jié)省了更新設(shè)計(jì)共同設(shè)計(jì)對象庫中的對象版本，而檢查出操作從共同設(shè)計(jì)的對象庫加載在工作區(qū)中的設(shè)計(jì)對象的版本。這些對象的操作被激活一個彈出菜單，通過連接到選定的設(shè)計(jì)。所有的設(shè)計(jì)活動和工程數(shù)據(jù)，在任何時(shí)間，在課程設(shè)計(jì)，在良好的控制馬爾薩斯。有沒有額外的搜索需要啟動所需的操作，并沒有混亂的數(shù)據(jù)生產(chǎn)工程師。 圖6 界面的截圖 5過程動力學(xué) 一般來說，引進(jìn)已開發(fā)的集成框架不能從根本上理解設(shè)計(jì)的靜態(tài)視圖和制造工藝序列圖是怎么過，用戶的角度看，最終過程的動態(tài)性能將大大改善。工作在工程集成框架支持的環(huán)境中，用戶可以隨時(shí)能夠看到整個過程及其進(jìn)展情況，同時(shí)，較好的執(zhí)行本地設(shè)計(jì)或制造任務(wù)。不僅起到設(shè)計(jì)過程中的步驟可視化的結(jié)果，也是工程流程的需要。把過程中涉及的任務(wù)和它們的優(yōu)先級關(guān)系方面的知識，嵌入式虛擬化，能夠達(dá)到最佳效果。這可以大大降低用戶的專業(yè)知識要求，對使用的IPD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其循序漸進(jìn)和生產(chǎn)活動，有助于減少設(shè)計(jì)錯誤和數(shù)據(jù)不一致的發(fā)生。 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理功能，能夠保證所有重大的設(shè)計(jì)變化，推出新的設(shè)計(jì)或老版本都能夠正確傳達(dá)調(diào)高或調(diào)低。它將不再使用戶在使用的過程中迷失方向，他們工作的時(shí)候有幾個選擇，他們在工作時(shí)不會被不可預(yù)知的事情打斷他們的工作。此外，對一個設(shè)計(jì)的改變也能夠產(chǎn)生一個完整的且內(nèi)部一致的配置版本，可以不被孤立。沒有這樣的東西，設(shè)計(jì)出來的東西屬于不同配置的版本，那么就對應(yīng)不同數(shù)據(jù)，原始設(shè)計(jì)和變更的設(shè)計(jì)對象可能互相混淆，并錯誤地將不兼容的版本配置相結(jié)合。 并行工程策略可支持提供開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員將共享最新的設(shè)計(jì)更新設(shè)施之外的集成框架。它使一個復(fù)雜的基因反彈序列徹底分解的開發(fā)任務(wù)，使較小的和相對獨(dú)立的，而且可以并行執(zhí)行的任務(wù)很容易識別。例如，任務(wù)的不同部分（見圖6），任務(wù)和不同的配置版本的CAPP設(shè)計(jì)變更傳播到生產(chǎn)設(shè)計(jì)的替代品，可以分配給同時(shí)進(jìn)行的團(tuán)隊(duì)中的不同的工程師工作，這加快整體發(fā)展的過程。 6結(jié)論 一個級進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造的集成框架已經(jīng)形成。它提供智能化產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程管理的幫助，并大大改善動態(tài)過程中存在的不可預(yù)知的變更設(shè)計(jì)和多個設(shè)計(jì)版本。由CAD框架的宗旨，定義系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能要求的全球視野的啟發(fā)。三個主要步驟是采取進(jìn)一步的發(fā)展的關(guān)鍵。首先，“骨骼”一個空的數(shù)據(jù)庫管理計(jì)劃的框架派生的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)決策的范圍。第二步是開發(fā)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)或相關(guān)的管理信息模型，并進(jìn)一步指定其他組件框架與基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)模式的更多細(xì)節(jié)。進(jìn)行了理論準(zhǔn)備，以確定最相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和流程管理機(jī)制。最后，一個直觀的圖形用戶界面工作臺設(shè)計(jì)，并摸索出一套演示會議是測試和評價(jià)的職能分配框架。 擬議的集成框架，可以在許多方面進(jìn)行擴(kuò)展，它在不久的將來將得到更大的擴(kuò)展和延伸。例如，它可能為了具體的報(bào)告，來協(xié)助建立和更新項(xiàng)目的進(jìn)展情況。保持在全球信息庫的相關(guān)信息，可用于自動創(chuàng)建進(jìn)度報(bào)告草案。又比如，它可以對設(shè)計(jì)師進(jìn)行支持和對管理起到一定的擴(kuò)展作用，并允許項(xiàng)目從不可預(yù)知的工程過程中恢復(fù)丟失的關(guān)鍵工程設(shè)計(jì)內(nèi)容。有關(guān)的任務(wù)，可以很容易地被進(jìn)行分配給新來的工程師，新來的工程師可以很容易知道和該項(xiàng)目有關(guān)的歷史和當(dāng)前狀態(tài)，就好像他是從一開始就參與該項(xiàng)目的工程師。 參考文獻(xiàn) [1] P Kwon, M J Chung and B Pentland. 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