【正文】 產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理論和方法、設(shè)計(jì)環(huán)境、設(shè)計(jì)工具和相關(guān)技術(shù)的總稱。 第二代 CAD 系統(tǒng)在技術(shù)上有了較大的發(fā)展，主要是二維交互繪圖系統(tǒng)及三維集合造型系統(tǒng)，在幾何造型方面分別采用了三維線框模型、曲面模型和實(shí)體模型，采用實(shí)體幾何構(gòu)造法(CGS 法)和邊界表示法(B 一 erp 法)，并在系統(tǒng)內(nèi)部采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 課題支撐 國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目:支持網(wǎng)絡(luò)制造的協(xié)同交互與資源共享平臺(tái)研究 與產(chǎn)業(yè)化。 第四章以齒輪零件為例，研究開發(fā)了面向客戶定制的信息模塊。在此過程中充分利用并行工程的思 想，從一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包 括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求，達(dá)到提高產(chǎn)品一次性制造成功率，降低成本的目的。長峰科技集團(tuán)將并 行工程應(yīng)用在復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，齊齊哈爾車輛廠將之用在鐵路貨車設(shè)計(jì)上，南京金城集團(tuán)將之應(yīng)用在摩托車系列產(chǎn)品上等等，都顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益〔6〕 。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 對于并行工程的研究，國內(nèi)把它作為 CIMS 發(fā)展的一個(gè)新階段，得到了一些企業(yè)的廣為關(guān)注，其研究已于明年底被列為國家 863 計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域的重點(diǎn) 研究內(nèi)容。發(fā)達(dá)工業(yè)業(yè)國家十分重視 CAD/CAPP 技術(shù)的研究與應(yīng)用，美國的班 CE 計(jì)劃投入巨資建立高校和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合的 ACD/CAPP 工程研究基地，日本的工 MS 計(jì)劃、歐洲的 EPSRIT 工 Iamp。德國西門子公司下屬的公共通訊網(wǎng)絡(luò)集團(tuán) (simensAo，PubliceommunicationNetwoGro)在開發(fā)復(fù)雜電子系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)過程中，采用了并行工程的方法，取得了顯著的效果，在仿真階段共提出 320份報(bào)告，發(fā)現(xiàn)并糾正了許多錯(cuò)誤。美國 Mercury 計(jì)算機(jī)聯(lián)合開發(fā)公司在開發(fā) 402 / 51一 MHzIntd1860 微處理芯片時(shí)，運(yùn)用并行工程方法，使產(chǎn)品從開始設(shè)計(jì)到被消費(fèi)者檢驗(yàn)合格由原來 125 天減少到 90 天。產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行一使產(chǎn)品開發(fā)周期縮短 40%一 60%。 課題相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀首先來看并行工程的研究現(xiàn)狀:并行工程的定義:1988 年美國國家防御分析研究所(DIAes~InsttiuteofDeefnseAnalyze)完整地提出了并一行工程(CE 一ConeurrentEngineering)的概念，即“并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法〔6〕 。研究如何實(shí)現(xiàn) CAD 與 CAPP 信息集成具有重要意義。今天的企業(yè)依靠一項(xiàng)或幾項(xiàng)獨(dú)占性技術(shù)構(gòu)成的新產(chǎn)品就能獲得高額利潤「]l。 therefore this phenomenon calls for the new requests to manufacturing science and technology.Under the background of the informalization for manufacture industry, the information integration for many kinds of application systems is requested in a modern enterprise. CAD for product design and CAPP for technological design are the isolated information islands for long time since they were developed respectively. Therefore, it is very important to study the information integration of CAD and CAPP. Base on the existing software for product design, by means of developing one new module, the functions of CAD and CAPP are strengthened by the author, the unnecessary manmachine interaction operation is also reduced in the design process, and therefore the intelligent designing capacity of this software is enhanced in some special occasions. Simultaneously, by means of characteristics technology under concurrent engineering environment, the integration of isolated CAD and CAPP is studied for the information sharing and alternation in the product designing andmanufacturing process. At the beginning of developing new products, engineers should consider all factors which are effective for these products from their conceptive designing stage to discarded stage, and include the quality, cost, progress plan and user requests in entire product life cycle. Therefore, the success ratio in product manufacturing can be improved, the cost and developing cycle reduced, and the petitive ability of products also enhanced. The author has mainly pleted the following works: 1 .Base on the analysis of the characteristics in product concurrent exploitation, the overall structure of product concurrent designing system is proposed, andde signing frame for the manufacturing feasibility of its accessories under the parallel environment also presented. 2. To take characteristic intOrmation as the carrier, the key technologies and realizing method for CAD/CAPP integration have studied base on STEP standard. 3. By means of VB, the key technologies in redeveloping Solidworks are studied. Using API function of Solidworks, all characteristic information in characteristic tree under the operating platform of Solidworks is extracted. The extractive information is inducted into the database and applied by CAPP. 4. The product information module for customers is researched. Taking a gear product as the example, a corresponding module of the parametric CAD has developed. Embedding this CAD module in Solidworks system, its applied procedure menu is expanded. 5. The machinefinishing technical process has been discussed and by means of the IV / 51expert system, this process is realized by CAPP system automatically to gain the geometry information and the craft information from STEP documents, and produce the accessories. At the same time, a CAPPworks technological design example has been given based on the Solidworks platform.Key Words: Concurrent Engineering, Parametric Design, Characteristic Technology Information Sharing1 / 51第 1 章緒論 課題研究的背景及意義為了在激烈的市場競爭中占有一席之地，現(xiàn)代企業(yè)不斷地改變經(jīng)營策略。將開發(fā)出的 CAD 模塊嵌入到 Solidwokrs 軟件中，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的菜單擴(kuò)展。為此，主要做了以下工作:，提出了產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和并行環(huán)境下零件可制造性能設(shè)計(jì)框架。研究如何實(shí)現(xiàn) CAD 與 CAPP 真正信息集成具有重要意義。在制造業(yè)信息化的大背景下，現(xiàn)代企業(yè)對各種應(yīng)用系統(tǒng)提出了信息集成的要求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 CAD 和工藝設(shè)計(jì)的 CAPP 長期以來都是處在各自發(fā)展起來的信息孤島狀態(tài)。產(chǎn)品開發(fā)人員在產(chǎn)品研發(fā)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從產(chǎn)品概念形成到產(chǎn)品報(bào)的所有因素，其中包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求等因素，這樣可以提高產(chǎn)品一次性制造成功率，降低成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力。，并以齒輪產(chǎn)品為例，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的參數(shù)化 CAD 模塊的開發(fā)。關(guān)鍵詞:并行工程，參數(shù)化設(shè)計(jì)，特征技術(shù)，信息III / 51ABSTRACT Fast changes of Market demands and global economic integration have influenced the depth and breadth of manufacturing activities enormously. The value structure of products, production cost and responsive speed are more and more decided by the manufacturing information and knowledge. And the information is rapidly bee the leading factor to restrict the modern manufacturing system。20 世紀(jì) 90 年代之后，市場競爭主要圍繞能滿足客戶需求地新產(chǎn)品的競爭而展開。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 CAD 和工藝設(shè)計(jì)的 CAPP 長期以來都是各自發(fā)展起來的信息孤島。 產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求，這樣可以提高產(chǎn)品一次性制造成功率，降低成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力。并行行工程在實(shí)現(xiàn)__上述目標(biāo)中，主要通過以下方法:設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)—使早期生產(chǎn)中工程變更次數(shù)減少 50%以上。美國佛杰尼亞大學(xué)并行工程研究中心應(yīng)用并行工程開發(fā)新型飛機(jī)，使機(jī)翼的開發(fā)周期縮短60%(由以往的 18 個(gè)月減至 7 個(gè)月)。美國波音公司在 1994 年向全世界宣布，波音 777 飛機(jī)采用并行工程 的方法，大量使用 CAD/CAM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無紙化生產(chǎn)，試飛一次成功，并且比按傳統(tǒng)方法生產(chǎn)節(jié)約時(shí)間近 50%。但在 CAPP 發(fā)展史上具有里程碑意義的產(chǎn)品是設(shè)在美國的國際性組織以 M 一 1 于 1976 年開發(fā)的 CAD(CAM一 IsAutomated Proceos Planning)。其中美國最大民航噴氣飛機(jī)制造基地波譜公司在 90 年代，針對波音 777 大型民用客機(jī)的研制，采用了 CAD/CAPP 技術(shù)，進(jìn)行了以國際流行的 CATIA 三維實(shí)體造型系統(tǒng)為核心的 同構(gòu) CAD/CAM 系統(tǒng)的信息集成。該項(xiàng)目在應(yīng)用上有特色，在某些關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，目前，該項(xiàng)目已經(jīng)通過鑒定。3 / 51其中，由西北工業(yè)大學(xué)開發(fā)的 FA 一 CA 即分系統(tǒng)是完全自動(dòng)決策的創(chuàng)成式專家系統(tǒng)，該智能集 成系統(tǒng)己從原來的工作站平臺(tái)移植到微機(jī) windwos 平臺(tái)(1998 一2022 年) 本課題研究的目的及主要內(nèi)容 本課題研究工作目的是:利用三維參數(shù)化