【正文】 3N個獨立的約束方程才能唯一確定形體和位置 。 ? 該方法用一組特征點定義歐氏空間的一個形體 。 ? ? ? ? CAD/CAM技術 60 2022/6/2 ? 這是將幾何約束轉變?yōu)橐幌盗刑卣鼽c為變化的非線性方程組的方法 。 CAD/CAM技術 57 2022/6/2 ? 1） 設置默認尺寸值； ? 2） 預先設計建立系列化變量值表 ， 繪圖時從表中取值； ? 3） 由用戶實時修改輸入 。 CAD/CAM技術 55 2022/6/2 實例 CAD/CAM技術 56 2022/6/2 ? 1） 在建立模型過程中 ， 直接將參數(shù)序列定義其中； ? 2） 利用 CAD軟件中草繪器繪制草圖 ， 然后在施加約束 ， 定義參數(shù) 。 ? （ 4） 編制程序 ：將以上的參數(shù)化模型編入計算機程序 ，以實現(xiàn)參數(shù)化設計 。 （ 參數(shù)化繪圖前提 ） ? （ 2） 進行參數(shù)化定義 ：在幾何模型的基礎上 ， 分析其結構特點和控制尺寸 ， 定義變量參數(shù) 。 CAD/CAM技術 52 2022/6/2 參數(shù)化設計的實現(xiàn)方法 ? ； ? ； ? ； ? 。 CAD/CAM技術 51 2022/6/2 兩種技術的區(qū)別 2： ， 而是由單獨的處理器外置處理；變量化技術中工程關系可以作為約束直接與幾何方程耦合 ， 最后再通過約束求解器統(tǒng)一求解 。 CAD/CAM技術 50 2022/6/2 兩種技術的區(qū)別 1： 1. 參數(shù)化技術通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制；變量化技術將形狀約束和尺寸約束分開處理 。 支持復雜的工程約束。 CAD/CAM技術 48 2022/6/2 變量化技術的主要特點 ? 尺寸約束和形狀約束； ? 允許欠約束 。 CAD/CAM技術 46 2022/6/2 續(xù) Pro/Gear CAD/CAM技術 47 2022/6/2 變量化設計 ? 變量化技術 （ Variational Design） 是一種設計方法 ， 采用約束驅動方式改變由 幾何約束 和 工程約束 混合構成的幾何模型 ， 在求解幾何約束模型時 ， 常采用 圖理論 和 穩(wěn)定的數(shù)值求解 技術 。 因此 ， 參數(shù)化設計特別適合于 系列化產(chǎn)品設計及標準件庫的建設 等 。 ? 實現(xiàn)尺寸驅動的關鍵在于 圖元性質的判別 和 尺寸鏈以及幾何約束的求解 。 前者是指那些不可被修改的拓撲或其它約束 ， 如垂直 、 相切 、 平行 、 對稱等；后者包含了幾何形體的度量信息 ， 它控制圖元的坐標 、 長度或半徑以及圖元之間的位置與方向等 。 ? 2）按已畫好的草圖手工指定約束，這種方式操作繁瑣，對復雜圖形不太適用； ? 3）自動識別原有圖形隱含的約束，這種方式為實現(xiàn)舊圖參數(shù)化開辟了新路，但目前算法還不成熟，技術實現(xiàn)難度大，只能用于二維簡單二維圖形。指尺寸參數(shù)之間的關系，用表達式表示。指圖中標注的尺寸要完全，如 X、 Y方向的尺寸要充分。在工程圖中，此類約束往往是隱含的，并不明確給出，如平行、垂直、相切、對稱等。 CAD/CAM技術 38 2022/6/2 參數(shù)化技術－ 幾何約束含義： ? 三個方面： ? (1)結構約束 （也稱 拓撲約束 ）。 CAD/CAM技術 37 2022/6/2 參數(shù)化設計 ? 參數(shù)化設計 （ Parametric Design） 是一種設計方法 ， 采用 尺寸驅動的方式 改變 幾何約束 構成的幾何模型 ， 在求解 幾何約束模型 時 ， 采用順序求解 的方法 ， 一般 要求全約束 。 ?PRO/E等系統(tǒng)采用 約束表達產(chǎn)品的幾何模型 ，用 一組尺寸參數(shù)及工程設計參數(shù) 來定義和控制幾何模型，可以通過參數(shù)來驅動形狀的改變，方便修改設計形狀或進行形狀相似的系列化產(chǎn)品設計。 SDRC公司的 IDEAS Master Series。 PTC公司的 Pro/E。 CAD/CAM技術 35 2022/6/2 參數(shù)化與變量化設計技術 由來 早期的 CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品幾何建模缺點： 只是點 、 線 、 面的堆積 ， 不包含幾何圖素間的約束關系 ， 不具備尺寸驅動功能； 無法與工程計算建立聯(lián)系 ， 沒有工程約束 ， 設計與繪圖完全分離 。 二是考慮制造、成本等其它因素的并行設計技術； 三是概念設計中不同或相同領域的設計師之間的協(xié)同設計技術。 在基于知識的產(chǎn)品創(chuàng)新設計中，常用的推理方法集中在框架－規(guī)則方法、基于實例推理（ CBR）方法和神經(jīng)網(wǎng)絡方法三種。該知識可用于信息管理、過程控制、決策支持和工程設計等領域。目前知識獲取領域的研究熱點是數(shù)據(jù)挖掘技術（ KDD），用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)，用機器學習的方法來分析數(shù)據(jù)。 設計過程中合理有效的知識處理是進行產(chǎn)品創(chuàng)新設計的基礎，也是產(chǎn)品概念設計的基礎 CAD/CAM技術 32 2022/6/2 知識處理 ? 知識表達最公共的形式是框架 、 規(guī)則 、事例和元模型 ， 近年來的研究熱點是神經(jīng)網(wǎng)絡 、 基于劇本的知識 、 基于模糊的知識表示以及多層知識表達模式 。 ? 這里知識包括手冊 、 技能 、 經(jīng)驗 、 原理和規(guī)范等已有知識 。 許多學者從人工智能角度出發(fā)，進行產(chǎn)品創(chuàng)新設計的研究，目前主要體現(xiàn)在 基于知識的創(chuàng)新設計智能模型 、基于多層推理機制的創(chuàng)新概念設計模型 以及概念設計過程中的智能支持技術。 ?它們支持的設計模式更加符合產(chǎn)品的實際設計過程，在一定程度上體現(xiàn)了概念設計中特征演化過程。 從產(chǎn)品設計學角度，將概念產(chǎn)品設計過程視為一個 特征的演化過程 ，提出以支持變量特征和概念設計為標志的各類產(chǎn)品模型，如基于特征關聯(lián)語義的模型、基于變動特征的模型、信息基因模型、生成型特征設計模型等建模方法。 CAD/CAM技術 27 2022/6/2 （核心） ? 主要是從概念設計的方法性和過程性出發(fā) ， 研究面向概念設計的產(chǎn)品模型和過程模型的建立方法 ， 研究面向產(chǎn)品級和全生命周期的概念設計建模技術 。 CAD/CAM技術 24 2022/6/2 圖 ? 產(chǎn)品概念設計過程模型 需求集 Q21 特征變量 功能集 Q22 特征變量 原理解集 Q23 特征變量 概念產(chǎn)品 Q24 特征變量 Q21 Q22 Q23 Q24 CAD/CAM技術 25 2022/6/2 計算機輔助概念設計的關鍵技術 ? ? ? ? CAD/CAM技術 26 2022/6/2 ? 原理方案設計是概念設計過程的第一步 ， 原理方案的創(chuàng)新是實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關鍵 。 Φi:Qi Qi+1 CAD/CAM技術 22 2022/6/2 說明 ? 狀態(tài)經(jīng)過映射發(fā)生轉換 ， 表現(xiàn)為子過程；子過程的有機結合形成設計過程；輸入經(jīng)過設計過程得到輸出 。 ? D={I,P,Q,O,Φ} ? 式中： D— 產(chǎn)品設計系統(tǒng) ? I/O— 輸入 /輸出集 ? P— 過程集 ， 包含子過程