[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

摘要

一种复杂产品的协同装配设计、工艺规划与仿真验证集成方法，属于先进制造技术领域现代制造集成技术的研究内容。本方法为复杂产品异地协同装配设计、分析评价、规划与优化和装配过程仿真提供技术手段和决策支持，同时促进装配设计与装配工艺的有机集成。综合运用数字化设计与制造技术、网络技术和人工智能技术，提出一种融合人机协同、人人协同工作方式的复杂产品协同装配设计、分析评价、规划优化与装配仿真方法，最终实现产品开发过程的多学科协同优化设计。本发明在一定程度上解决了复杂产品装配设计、工艺规划与仿真验证协同与集成困难的问题，并为装配设计与装配工艺紧密集成提供了一条有效的途径。

主权项

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。