检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2014年第3期50卷 191-198页

作者：黄瑞张树生白晓亮张聪聪张曦卯西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维cad模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征... 详细信息

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维cad模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维cad模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维cad模型检索的快速NC编程。将三维cad模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。

关键词：三维cad模型检索制造语义工艺重用快速数控编程

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三维cad模型检索中的快速过滤与聚类索引方法研究

三维CAD模型检索中的快速过滤与聚类索引方法研究

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作者：皇甫中民西北工业大学

学位级别：博士

随着信息化技术在制造业领域的深入发展,依据数字化模型进行产品研发的制造模式受到广泛关注。产品的数字化三维模型越来越成为产品研发的信息载体和基础,这些模型的数量正以迅猛的速度在企业内和网络平台上增长。若能从这些海量的模型... 详细信息

随着信息化技术在制造业领域的深入发展,依据数字化模型进行产品研发的制造模式受到广泛关注。产品的数字化三维模型越来越成为产品研发的信息载体和基础,这些模型的数量正以迅猛的速度在企业内和网络平台上增长。若能从这些海量的模型数据中获取所需要的模型,对其中所承载的产品设计和加工信息加以有效重用,必将能够缩短产品研发周期、提高产品研制质量和效率。然而,由于三维cad模型的结构复杂性、特征数据的超高维性、海量性等,三维cad模型检索无论从精度还是效率方面尚难以满足工程实际的应用。本文为了提高检索中模型特征描述的粒度、局部细节的区别能力以及检索的效率,从特征提取与相似性比较、三维模型库的聚类划分、三维模型库的索引过滤机制等方面展开了系统研究。论文的主要研究工作及成果如下:1)提出一种三维cad模型的层次化特征描述子提取方法。首先,提出模型的属性标记关联图(Labelled Attribute Adjacency Graph,LAAG)的概念,以描述cad模型的几何拓扑等属性,并通过从B-Rep表示的模型中提取属性信息,将模型转换为LAAG;然后,依据模型的LAAG,以定义的分割内聚度最大为目标,将训练集中的各cad模型分割成一系列具有一定工程意义的局部区域;最后,根据图谱原理,基于LAAG局部图谱利用融合空间关系的词袋模式构建cad模型的层次化特征描述子,自顶而下由粗到精地描述模型的整体至局部属性特征。针对该描述子的特点,采用一种粗精结合的分层检索机制验证了特征描述方法的有效性。实验表明,所提取的特征描述子能够由粗到精逐层深入地对模型进行细致的区别和描述,基于该描述子的的相似比较效率也很高,为高效获取优质的检索结果奠定了良好的基础。2)提出一种鱼群启发的三维cad模型库空间聚类划分与检索方法。为克服因线性搜索而导致的检索效率低下问题,将模型库搜索空间聚类划分为若干小的搜索子空间。首先,以提取的层次化特征描述子为基础,定义三维cad模型库聚类划分的数学模型;然后,借鉴鱼群运动寻优模式的思想,以一种全局公告信息引导和模糊c均值修正的鱼群寻优方式进行模型库的聚类划分;基于该模型库空间划分,采取将搜索子空间集的快速定位与子空间内模型的精细匹配相结合的两层定位机制来实现cad模型的检索,以缩小模型检索时的搜索范围,减少模型比较的次数,从而提高检索效率。实验表明,该方法对聚类参数的选取具有较好的鲁棒性,算法的收敛性以及模型库聚类效果好,在不影响检索质量的情况下效率有明显提高。3)提出一种基于聚类层次分解的cad模型库索引与检索方法。单一的模型库聚类划分在高维环境下各聚簇易发生相互重叠。为进一步提高检索效率,在对模型库空间进行聚类划分的基础上,对各聚簇进行更加细致的分解,并依此构建聚类层次分解索引。该方法首先以各分解子空间的模型数量基本相等为目标,仅依据特征描述子间的距离分布进行层次分解并构建索引,因此索引结构具有良好的平衡性,且各分解的子空间没有重叠,能克服维数灾难;模型检索时,在制定剪枝规则的基础上,提出一种子空间深度优先访问同时动态修正查询半径的自动搜索与剪枝方法,能以很少的数据访问来获取候选模型,最后再对剩余的少数模型进行精细匹配和比较。由实验结果可知,所提索引与检索方法在高维环境下具有良好的索引和剪枝性能,且对聚类和索引参数具有一定鲁棒性,对较大规模测试库的检索效率提高显著,可有效地支持企业对三维cad模型检索的实际应用。4)提出一种面向三维cad模型局部检索的图索引过滤机制。该方法是针对工程中具有广泛需求的用户对三维cad模型指定查询区域的局部检索模式而提出的。将三维cad模型转换成的LAAG作为输入源,以图谱的有关原理为理论基础,在模型的LAAG及其各顶点的局部结构两个层次上进行适合于局部检索的索引过滤的编码;然后,分别在LAAG和顶点两个编码层次上提出引理,论证模型局部匹配时两级编码需满足的必要条件;以所提引理为依据,制定LAAG和顶点上由粗到精的过滤规则,并在粗粒度过滤层上建立GraCode-Tree索引;局部检索采取两层过滤索引与局部精细匹配相结合的机制:在LAAG和顶点两个层次上首先快速剪枝掉不符合规则的模型,然后对剩余的极少数模型通过子图匹配来进行验证。由实验结果可知,所提方法在繁琐的模型局部匹配前,通过简单的索引过滤机制即可过滤掉大多数模型,可很大程度缩小局部匹配的搜索范围,局部检索效率提高显著且检索质量没有受到明显影响,可支持局部检索的实际应用。

关键词：三维cad模型检索层次特征图谱理论空间词袋鱼群聚类高维索引过滤

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面向宏观工艺重用的三维cad模型检索方法

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计算机集成制造系统 2020年第12期26卷 3386-3398页

作者：黄波张树生黄瑞李秀玲梁嘉宸西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072 河海大学物联网工程学院江苏常州213022 郑州铁路职业技术学院实践教学中心河南郑州450052

为实现数控加工工艺数据中宏观工艺信息的有效复用,提出一种面向宏观工艺重用的三维cad模型检索方法。首先构建以工艺骨架为核心的工艺知识模型,进而将加工工艺数据实例进行结构化表征,并计算工艺属性、特征属性、空间分布三类工艺要素... 详细信息

为实现数控加工工艺数据中宏观工艺信息的有效复用,提出一种面向宏观工艺重用的三维cad模型检索方法。首先构建以工艺骨架为核心的工艺知识模型,进而将加工工艺数据实例进行结构化表征,并计算工艺属性、特征属性、空间分布三类工艺要素之间的关联概率分布;然后以工艺骨架为参考,利用学习获取的关联概率构建查询零件中制造特征与宏观工艺的关联映射关系;最后从制造特征的有效加工区域视角计算出零件整体相似度。实验结果表明,该方法能够获得较好的查全查准率,可以有效支持宏观工艺重用。

关键词：加工工艺重用三维cad模型检索工艺骨架加工区域

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面向设计重用的三维cad模型检索

面向设计重用的三维CAD模型检索

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作者：白静浙江大学

学位级别：博士

cad技术的蓬勃发展和广泛应用为新产品的设计提供了丰富的数字资源,合理地重用这些资源能有效地缩短产品开发周期、降低产品成本并提高产品质量。但是由于三维cad模型具有十分复杂的几何形状和拓扑结构,而设计重用的初始阶段用户对目标... 详细信息

cad技术的蓬勃发展和广泛应用为新产品的设计提供了丰富的数字资源,合理地重用这些资源能有效地缩短产品开发周期、降低产品成本并提高产品质量。但是由于三维cad模型具有十分复杂的几何形状和拓扑结构,而设计重用的初始阶段用户对目标模型掌握的信息又非常有限,因此,如何使设计人员能够从海量的cad模型中快速、准确地找到合适的可重用模型或局部区域,从而辅助他们利用这些资源高效地设计出满足要求的新产品已成为当前迫切需要解决的挑战性问题。本文正是针对这一问题,以支持设计重用为目标,对三维cad模型的全局检索及局部检索展开研究。论文的主要工作包括以下几个方面: （1）提出一种面向设计重用的三维cad模型层次表征及匹配方法,支持设计阶段的多种全局检索及重用。首先提出了层次图及层次图匹配的概念,介绍了三维cad模型多分辨率蔓延骨架的提取方法;然后提出了有效表征三维cad模型整体形状、局部细节及它们之间关联关系的层次图表征方法,并基于三维cad模型的多分辨率蔓延骨架给出了层次图的自动构建方法;最后研究并提出了一种“上层指导下层、下层约束上层”的、由粗到细逐层匹配的层次图匹配方法,并给出了基于层次图匹配的三维cad模型相似评价方法。分层表征及逐层匹配的思想使该方法具有很大的灵活性:既可以支持由简单查询实例到包含更多细节信息的完整三维cad模型的全局检索,又可以支持精确的全局检索。（2）提出一种面向设计重用的三维cad模型可重用区域提取及表征方法,支持设计阶段的高质量局部检索及重用。首先从产品设计的角度出发分析了三维cad模型中具有设计重用价值的局部区域的特点,给出了三维cad模型中具有设计重用价值局部区域的提取原则;然后依据该原则,以三维cad模型的边界表示模型为输入,构建其设计特征模型,并以此为基础给出了可重用区域的自动提取方法;最后通过分析设计重用阶段三维cad模型局部检索的特点,引入了局部匹配区域的概念,提出了基于局部匹配区域的可重用区域层次式表征方法。利用该方法提取的可重用区域及其层次式表征为面向设计重用的局部检索提供了合理的检索对象及其灵活的形状描述符。（3）提出一种面向设计重用的三维cad模型多模式局部检索方法,支持设计阶段方便灵活的局部检索。首先分析了产品设计阶段的局部检索需求,依据用户可以提供的查询实例和其希望检索的目标模型之间的差异程度,设计了三种不同的检索模式;然后以可重用区域及其层次式表征为局部检索对象及其形状描述符,提出了多模式索引、多模式匹配和相似评价策略,实现了多模式的局部检索,满足设计阶段多种多样的局部检索需求。基于以上研究成果,实现了一个面向设计重用的三维cad模型检索原型系统ZD-DRCMRS,并给出了相应的实验结果,包括全局检索测试结果、局部检索测试结果及面向设计重用的三维cad模型检索结果在产品设计中的应用实例,验证本文的主要思想。

关键词：计算机辅助设计基于内容的检索三维cad模型检索相似评价层次图层次图匹配设计重用可重用区域多模式检索局部检索

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面向设计重用的三维cad模型检索方法研究

面向设计重用的三维CAD模型检索方法研究

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作者：詹高扬杭州电子科技大学

学位级别：硕士

计算机辅助设计技术在制造业已成为不可或缺的辅助手段。其可视化、数字化等优良特性,可以帮助工程师更加直观地理解产品的形态和结构。这有利于工程师提高产品设计的效率、减少开发时间。随着互联网技术发展,工业上已有大量的三维cad... 详细信息

计算机辅助设计技术在制造业已成为不可或缺的辅助手段。其可视化、数字化等优良特性,可以帮助工程师更加直观地理解产品的形态和结构。这有利于工程师提高产品设计的效率、减少开发时间。随着互联网技术发展,工业上已有大量的三维cad模型。检索合适的模型并进行设计重用能够节省成本,提升企业竞争力。深度学习在三维模型检索方面已经取得了很大进步,但是三维cad模型有其自身的特性。直接应用三维模型检索方法于三维cad模型检索会存在一些问题,例如:在三维模型上检索效果较好的多视图检索方法会丢失结构信息和工程语义信息;现有方法没有利用三维cad模型的参数化设计特征里包含的丰富设计语义信息,所以不能很好地反映工程师的设计意图。目前三维cad模型检索方法还不能满足工业制造当中的检索与设计重用需求。本文围绕上述问题展开了研究。具体研究内容如下:(1)针对基于多视图方法的结构和工程语义信息丢失问题,提出了一种结合多视图与B-rep信息的三维cad模型检索方法。利用B-rep表示中的结构信息和工程语义信息与多视图中包含的外观信息形成互补。从架构上分为三大模块:双分支特征提取模块、多头注意力增强模块以及多模态融合模块。双分支特征提取模块使用改进后的卷积神经网络分支和图神经网络分支来分别对cad模型两种模态的特征进行抽象和提取。因为多视图和B-rep图表示的是同一客观对象,两者之间存在潜在的关系。因此本文提出多头注意力增强模块,利用多视图信息对B-rep图信息进行注意力增强,使得B-rep包含更加重要的特征,有效提高B-rep特征的区分能力。在多模态融合模块,设计了联合损失函数。其中的相关性损失函数拉近不同模态表示在特征空间中的距离,从而更加有效地融合。该方法在从真实制造企业获取的机械零件模型所构造的数据集和公开数据集Fab Wave上均取得了最好的检索性能。(2)参数化设计特征包含丰富的设计语义信息,体现了工程师的设计意图。现有基于深度学习的三维cad模型检索方法没有充分利用设计特征来进行检索,无法满足工业制造中的检索与设计重用需求。针对此问题,本文首先生成了三维cad模型的图表示,即设计特征图。设计特征图中的节点表示cad模型中的设计特征,并通过筛选设计特征中的草图参数和设计参数,得到定长的向量作为设计特征图中节点的属性,充分利用cad模型设计特征的几何性质和设计语义。其次,本文面向设计特征图构建了图神经网络,包括图卷积、图池化和残差连接结构。考虑到设计特征图数据规模较小的特点,本文采用图数据局部增强技术进行数据增强并采用控制比例的采样方式来聚合节点。池化层采用边收缩的池化机制来有效地利用设计特征图中蕴含的依赖关系。同时,本文通过残差连接结构充分利用了不同层级的特征。最后,在一个包含参数化设计特征的三维cad模型数据集上进行了实验。实验结果表示该方法具有较好的检索性能和检索速度,能够满足工业制造中基于设计特征的三维cad模型检索需求。

关键词：深度学习三维cad模型检索图神经网络边界表示多视图设计特征

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基于图论的三维cad模型检索技术研究

基于图论的三维CAD模型检索技术研究

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作者：仉铮哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

近年来，随着三维建模技术的发展和计算机网络的扩张，可共享和复用的三维cad模型数量急剧增长。在现有的条件下，如何对目前已有的三维cad模型进行有效的管理和检索，如何提高三维cad模型资源的共享和复用，成为亟待解决的问题。因此... 详细信息

近年来，随着三维建模技术的发展和计算机网络的扩张，可共享和复用的三维cad模型数量急剧增长。在现有的条件下，如何对目前已有的三维cad模型进行有效的管理和检索，如何提高三维cad模型资源的共享和复用，成为亟待解决的问题。因此，三维cad模型检索技术逐渐成为计算机图形学领域的研究热点。由于三维cad模型具有十分复杂的几何形状和拓扑结构，如何使设计人员能够从海量的cad模型中快速、准确地找到合适的可重用模型，从而利用这些资源高效地设计出满足要求的新产品已成为当前迫切需要解决的挑战性问题。本文着重对三维cad模型表征方法和检索技术进行深入研究。提出了一种基于层次图的三维cad模型表征方法，层次图中包含了特征依赖图和属性邻接图所描述的模型信息，因此，形状特征描述符和拓扑关系描述符都可以在层次图中提取，描述符的提取方便、准确。同时，多层次的模型描述符不仅可以描述造型的总体形状，还可以描述造型的局部细节，提高三维cad模型的搜索效率。在此基础上，提出一种遗传算法和蚁群算法相结合的三维cad模型检索方法，该方法采用遗传算法求得次优解，依据求得的次优解对蚁群算法进行初始信息素分布，然后在次优解进一步寻优，最终搜索到产品造型设计的最优解，该方法可以有效提高三维cad模型检索的精度和效率。基于以上研究成果，实现了一个三维cad模型检索系统HUST-CMRS，并给出了相应的实验结果，验证了本文提出的三维cad模型检索方法可以有效支持设计阶段的多种检索模式，检索出来cad模型满足用户的个性化需要。

关键词：三维cad模型检索层次图遗传算法蚁群算法

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面向广义设计的产品三维cad模型检索方法研究

面向广义设计的产品三维CAD模型检索方法研究

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作者：杭晟煜山东农业大学

学位级别：硕士

复杂产品的设计过程是从抽象到具体渐进演化的,往往从最初粗略的手绘草图开始,通过对产品需求和设计因素的理解,进行各子模块的逐步细化,其本质上可以分为产品概念设计、初步设计和详细设计的自顶向下广义设计过程,并且各个设计阶段所... 详细信息

复杂产品的设计过程是从抽象到具体渐进演化的,往往从最初粗略的手绘草图开始,通过对产品需求和设计因素的理解,进行各子模块的逐步细化,其本质上可以分为产品概念设计、初步设计和详细设计的自顶向下广义设计过程,并且各个设计阶段所处理的信息结构和设计任务都不尽相同。基于此,本文提出一种产品广义设计模型检索的技术体系和应用框架,进行面向产品广义设计的三维cad模型检索方法研究。本文的主要研究工作主要包含以下几个方面:基于草图的产品三维cad模型概念设计推送方法。该方法通过提取概念设计阶段产品模型三视草图的形状特征,采用球面调和描述子与二维形状分布算法相结合的两阶段相似性评价方法,在产品模型图像数据库中进行相似性度量,推送与产品概念设计阶段意图最相符的三维cad模型,加快概念设计及其向详细设计的转化。基于距离-夹角形状分布的三维cad模型检索方法。该方法首先在cad模型表面随机取点,计算任意两点构成的有向线段的距离和该有向线段与端点法向的夹角;然后以距离和夹角为坐标轴构建距离-夹角平面网格,统计网格中随机点出现的频次,从而构建模型的距离-夹角分布矩阵;最后采用Manhattan距离度量法计算矩阵的相似值,用以产品模型初步设计阶段整体相似度评价,有效解决产品概念设计与详细设计的衔接。基于模拟退火的三维cad模型典型结构挖掘与相似性评价方法。该方法首先通过提取以B-rep表示的三维cad模型几何与拓扑信息,构建三维cad模型的属性邻接图;然后以此为描述载体,利用具有局部重用价值的典型结构和三维cad模型属性邻接图之间顶点和边的属性映射关系建立关联图及其关联图矩阵;最后,基于模拟退火算法完成关联图中极大团的检测,实现三维cad模型中典型结构的挖掘,并进行相似性评价,完成产品模型细粒度的详细设计。基于以上研究成果,实现了一种面向广义设计的产品三维cad模型检索原型系统,从系统简介、功能结构及体系结构三个方面对原型系统展开介绍,并进行了广义设计实例验证,表明了本文提出的理论与方法的可行性和有效性。

关键词：广义设计三维cad模型检索相似性评价设计重用模拟退火算法

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面向重用的多源相似局部结构数控工艺融合优化方法研究

面向重用的多源相似局部结构数控工艺融合优化方法研究

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作者：徐昌鸿西北工业大学

学位级别：博士

随着数字化设计与制造技术在我国制造企业中不断推广应用,大量的三维cad模型及其关联的宝贵、丰富的数字化工艺设计成果源源不断地生成并存储在企业的数据库中。如果这些成果能够得到有效重用,将会显著降低企业的产品研制成本、提高产... 详细信息

随着数字化设计与制造技术在我国制造企业中不断推广应用,大量的三维cad模型及其关联的宝贵、丰富的数字化工艺设计成果源源不断地生成并存储在企业的数据库中。如果这些成果能够得到有效重用,将会显著降低企业的产品研制成本、提高产品研发效率。近年来,三维cad模型检索技术为更精细、更精确地发现并重用已有相似特征/局部结构及其关联的数字化工艺设计成果提供了一条新的解决途径。在此基础上,如何准确有效地融合优化已有多源相似局部结构及其携带的可重用数控工艺,得到最优的零件整体数控工艺方案,将为实现数控工艺设计智能化提供一条新的解决思路。针对这一需求,本文以2 1/2轴铣削类零件为研究对象,探索面向重用的多源相似局部结构数控工艺融合优化的基本理论和实现途径。论文的主要研究内容及成果如下:(1)提出一种面向重用的数控工艺融合优化体系框架。该体系框架包括:槽腔特征数控工艺信息解析、三维cad模型局部结构检索、多源相似特征局部结构数控工艺融合重组以及工艺路线优化等技术,能够显著提升复杂零件数控工艺设计的柔性和效率。(2)提出一种基于中轴变换的槽腔特征数控工艺信息解析方法。首先引入中轴变换作为槽腔特征的参考刀具轨迹,将几何属性与数控加工过程进行有效关联;然后提出中轴变换与数控加工的关联机制,包括中轴变换与刀具直径可行域关联和中轴变换与退刀次数关联,提取与数控加工密切相关的刀具直径可行域、退刀次数信息;最后给出参考刀具轨迹长度的计算方法。(3)提出一种面向数控工艺重用的三维cad模型局部结构检索方法。基于数控工艺信息解析结果,首先提出一种局部结构快速过滤方法,从数控工艺重用角度快速排除数控工艺实例库中不满足要求的局部结构数控工艺实例,加速检索过程;然后设计一个包含不同层次数控工艺信息的特征描述子以构建特征相似性评价模型;基于特征相似性评价模型,提出一种基于匹配特征对和空间分布的局部结构相似性评价模型,满足数控工艺重用背景下的多源相似局部结构检索需求。(4)提出一种多源相似局部结构数控工艺融合重组方法。首先,基于检索到的多源相似局部结构,将各组成特征及其关联的数控工艺表示成“特征属性值+数控工艺值”的多维向量形式;然后,计算查询特征与各相似特征数控工艺实例的特征属性值相似度,构建特征相似度矩阵;基于多源相似特征数控工艺实例,采用灰色关联分析法计算特征属性与数控工艺的关联关系并构建特征-数控工艺关联度矩阵;依据相似度矩阵和关联度矩阵乘积得到数控工艺实例自适应度矩阵,实现各相似特征数控工艺对于查询特征的重要程度的量化表征,并通过各相似特征数控工艺的自适应度加权和及自适应更改,得到查询特征的数控工艺;最后,依据查询局部结果组成特征之间的交互作用,重组其数控工艺,得到满足数控加工要求的查询局部结构数控工艺。(5)提出一种基于多源相似局部结构的零件整体数控工艺优化方法。首先提出一种多类型的备选数控工艺继承机制,自动生成查询局部结构的多个备选数控工艺方案。然后提出一种局部结构数控工艺选择方法,依据各备选方案的可重用度选择查询局部结构的数控工艺,构建单次迭代中优化计算的解空间;引入了以制造特征为核心的参数化顺序约束模型,建立了特征属性与加工操作顺序之间的关联关系,并基于数控加工规则揭示待制零件的数控工艺参数化顺序约束特性。在此基础上,构建待制零件的加工操作顺序图,并提出一种基于加工操作顺序图的混合蚁群模拟退火算法,获得零件整体最优数控工艺方案。以上述研究成果为基础,研制了一个面向数控工艺重用的三维cad模型检索原型系统V1.1(3D cad Model Retrieval System for NC Machining Process Reuse V1.1,MRS-NCMPR V1.1),并以典型零件为例,给出了相应的实例测试结果,验证了本文所提方法的正确性和有效性。

关键词：数控工艺重用三维cad模型检索多源相似局部结构融合重组工艺优化

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面向设计重用的工艺知识挖掘和检索方法研究

面向设计重用的工艺知识挖掘和检索方法研究

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作者：卢列兆沈阳大学

学位级别：硕士

市场对产品多元化的需求使得大量生产制造企业将自身生产策略调整为多品种小批量,这意味着企业工艺设计人员需要掌握大量工艺知识去满足新产品的制造需求;与此同时,随着数字信息技术在制造企业的运用越来越深入,企业CAPP数据库中存储了... 详细信息

市场对产品多元化的需求使得大量生产制造企业将自身生产策略调整为多品种小批量,这意味着企业工艺设计人员需要掌握大量工艺知识去满足新产品的制造需求;与此同时,随着数字信息技术在制造企业的运用越来越深入,企业CAPP数据库中存储了大量的工艺数据,但相关数据的利用率并不高,导致数据充盈但是工艺知识缺乏的现象越来越严重。本文以生产制造企业CAPP数据库中存储的工艺数据为研究对象,借助图像检索技术和数据挖掘技术对三维cad零件模型、工艺路线和工序内容三个方面进行研究,以此实现工艺知识的获取。本文首先提出基于草图清洗网络和无监督变分自动编码器的三维cad零件模型草图检索方法获取相似零件,针对手绘草图存在连笔和断触的问题,通过草图清洗网络进行草图的清洗,之后利用无监督变分自动编码器将草图/视图中提取的语义信息进行自动编码并利用k-最邻近算法加快匹配过程,并使用基于企业三维cad零件模型库构建的数据库对该检索方法进行有效性的验证。然后使用聚类算法和Top-k关联规则算法分别对工艺路线数据和工序内容数据进行挖掘。针对工艺路线,采用工序分词技术对复杂的工艺表达进行分词处理,同时借助自动编码技术对工序进行编码,实现对工艺路线数据的预处理,随后构建综合相似度指标并结合所提出的改进野马优化聚类算法实现了典型工艺路线的获取;在基于工序内容的挖掘中,针对实现Top-k关联规则挖掘的ETARM算法面对海量数据存在的效率问题,提出一种基于规则生成属性修剪的FTARM算法实现对工艺关联规则的生成。并利用某制造企业在实际生产中产生的工艺数据分别验证两种挖掘算法的有效性。最后基于三维cad模型检索技术以及工艺知识挖掘技术,完成工艺知识挖掘Web系统的开发。使用数据仓库技术构建工艺数据仓库,实现对不同工艺数据的结构化存储和统一管理;利用Python中的Django框架设计工艺知识挖掘Web系统中工艺知识挖掘、工艺数据抽取以及系统管理三个应用,随后测试工艺知识挖掘Web系统的主要功能,验证系统的实用性。

关键词：工艺知识获取三维cad模型检索野马优化算法聚类分析 Top-k关联规则 Web系统开发

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