[发明专利]复杂产品的协同装配设计、工艺规划与仿真验证集成方法

权利要求书

1.一种针对复杂产品的协同装配设计、工艺规划与仿真验证集成方法，所述集成方法包括协同装配设计、协同装配评价、协同装配规划与优化和协同装配仿真四个步骤，其特征在于：

1)所述协同装配设计基于网络实现，根据功能要求和装配要求，多人异地借助网络技术协同建立、修改和完善产品装配模型的工作，所述协同装配设计在包括产品设计人员、零部件供应商、工艺设计人员乃至装配工人在内的多企业多部门人员之间建立在设计资源共享基础上的复杂产品协同装配设计决策，所述协同装配设计决策进一步包括：

①面向协同装配设计与工艺规划，聚合功能信息、装配结构信息和装配工艺信息进行复合装配建模，为后续装配工艺规划与仿真优化提供信息内容；利用网络本体语言(OWL)的装配语义表示、简化装配模型，实现关键数据和信息有效地在异地异构CAD系统之间传递；

②实现包括装配自由度察看与批注、装配容差浏览与标注、装配优先关系分析与浏览在内的复杂装配模型协同浏览与批注；

2)所述协同装配评价基于网络实现，在产品设计阶段，从装配的角度对产品设计方案进行协同装配评价，针对存在的装配性问题提出有利于装配的修改建议，在装配工艺规划阶段，对各种可行的装配序列进行协同装配评价选择较优的装配方案，所述协同装配评价具体包括：

①从装配方式与零件、装配过程和产品结构三个层次建立面向装配结构和装配过程的装配复杂性综合评价体系；

②建立装配成本与装配时间估算公式；

③建立包括产品装配结构简化、装配模块化和并行化以及装配安全准则的装配准则；

3)所述协同装配规划与优化包括首先采用协同模式的任务分治策略与序列合并技术进行复杂产品装配规划，然后构建具有复合信息的装配优化模型，采用智能优化算法和协同决策共同完成复杂产品装配序列的优化，所述协同装配规划与优化具体包括：

①装配规划任务分解技术：包括装配规划任务建模、基于产品结构和装配资源的装配规划任务分解方法以及装配规划任务评估方法；

②智能装配规划与优化技术：包括装配序列(过程)建模技术、基于装配优先关系的装配规划技术、基于智能算法的装配序列(过程)优化技术；

③基于局部优先关系和协同决策的装配序列合成技术；

4)所述协同装配仿真基于网络实现，具体功能包括：

①基于虚拟现实建模语言(VRML)和Java的异地协同装配仿真技术，实现异地设计人员的协同装配过程仿真验证；

②实现异地多领域装配设计人员、装配评价人员和装配规划人员根据自身知识和经验协同地对装配过程进行规划，获得更为符合实际的装配序列。

2.根据权利要求1所述的复杂产品的协同装配设计、工艺规划与仿真验证集成方法，其特征在于具体包括如下步骤：

步骤1：启动协同装配设计环境并根据产品结构树分配装配设计任务；

步骤2：启动协同装配设计环境，查看具体装配设计任务，定义缺少装配关系的零件之间的装配语义；

步骤3：查看设计任务中的零件设计信息，并启动商用CAD软件进行零件设计和修改；

步骤4：登录协同装配评价系统，完成零件设计可装配性评价，对存在问题的零件，给出修改建议，然后重新设计零件，如此循环直至符合要求为止；

步骤5：将设计好的零件模型转换为VRML格式文件，上传至服务器；

步骤6：零件设计完毕后，装配成装配体；

步骤7：启动协同装配规划与优化环境，对产品复杂性进行判定，如果为简单装配体，直接跳至步骤9；否则，进入步骤8；

步骤8：根据协同装配规划系统提供的算法对复杂装配体进行装配单元规划，生成包含零件数目较少的装配单元；

步骤9：对简单装配体或由步骤8生成的装配单元进行装配序列优化，生成产品或装配单元的装配序列或子装配序列；

步骤10：在子装配序列生成的基础上，进行装配序列合并，根据协同装配规划优化系统提供人人交互和人机交互两种装配序列合并方法，生成产品的整体装配序列；

步骤11：将生成的装配单元、子装配序列和合成装配序列发布到网络上，经讨论、协商后使装配规划结果得到认可并生成产品的参考装配序列；

步骤12：在得到参考装配序列的基础上，启动协同装配仿真环境，通过人机交互和人人协同交互方式进行装配过程仿真，修改存在问题的装配序列，生成满足装配工艺要求的装配序列。