基于快照与动态场景的三维工艺模型研究

三维工艺建模研究目前处于起步和探索阶段，特别是从工艺过程动态演进的角度研究工艺模型结构，有待深入研究和突破。本项目原创性地提出基于POM理论，从产品信息到工艺信息的映射、工艺信息对制造管理的支持等多个方面，分析和总结工艺信息的内容及信息间关系，规范表达形式。结合现代多种计算技术，充分体现工艺信息的过程特性，构建与产品设计集成的工艺模型。利用快照和动态场景表达技术，研究集成工艺模型的过程化信息表达结构，将三维产品工程数据、制造资源和操作过程工艺数据进行有效地组织，满足工艺信息生成以及后续过程的使用和集成。研究利用工艺知识生成的工艺信息流过程表达方法，构建便于应用的工艺信息数据组织与管理工具。这项研究将有利于促进工艺设计的智能化和自动化的实现，加快我国基于三维模型的数字化制造与集成应用。同时，将工艺信息的三维几何特性与其动态多样性进行综合建模也是工艺设计领域一项富有学术挑战性和新颖性的研究。

建立一种能全面表达工艺信息的内在关系、反映其多样性和动态性的特点，方便工艺设计及后续过程应用的工艺模型具有重要的理论和实际意义。本项目开展了基于快照与动态场景的三维工艺模型的研究。项目按照既定的研究计划针对项目的科学问题进行研究，达到项目目标，取得多项重要的研究成果。从产品信息到工艺信息的映射以及工艺信息对制造管理的支持等多个方面，分析和总结了工艺信息的内容及信息间关系。针对工艺信息多样性和动态性特点，提出了基于流、快照和动态场景的工艺信息表达方法，结合现代多种计算技术，在三维模型的基础上，构建了具有动态特性的工艺模型结构框架。研究了生成三维工艺信息的关键方法，包括基于工艺流模型的工艺决策机制、基于本体的三维工艺决策推理模式、三维公差计算方法以及三维工序模型的演变生成技术。利用快照和动态场景表达技术，建立了集成工艺模型的过程化信息表达结构，将三维产品工程数据、制造资源和操作过程工艺数据进行有效地组织。提出了基于动态场景的工艺信息多视图推演方法，实现对工艺流模型中的属性信息进行灵活的、满足不同约束和层次要求的映射和提取，以适应不同应用系统对工艺信息的集成应用的需求。本课题组在开展本基金项目研究中，开展了多项国际合作与交流，紧密结合本领域国际前沿进展，深化了基金项目研究，扩大了项目研究的国际影响。