装配公差规范设计是研究在确保产品功能需求和装配约束的前提下,如何合理地选择基准、指定几何要素、确定公差类型及选用公差原则,主要包括对公差类型、公差值和公差原则等指标的设计。针对几何产品公差规范设计参数的不确定性及难以智能化的问题,本文借助本体在概念层次、语义表达、知识推理、知识共享及知识重用等方面的优势,将本体引入到装配公差规范的设计中,为装配公差规范的设计提供了一种智能化的方法。本文主要内容如下:首先,构建了层次式的装配公差规范的表示模型。根据新一代产品几何技术规范体系,分析装配公差规范设计过程涉及的概念类及其拓扑关系,从公差规范信息语义表示的需求出发,建立了一个由零件层、特征表面层、偏差配合层、空间关系层、公差原则层、基准层、公差类型层及公差带层等组成的装配公差规范的表示模型。以邻接矩阵为描述工具,给出了装配公差规范信息表示模型各个层次映射关系的抽象表述,每一公差要素层次均表示了该层的公差规范信息,并利用要素之间的映射关系表示几何产品各零部件及特征要素间的联系,为构建装配公差规范设计的知识库系统提供前提条件。然后,构建了装配公差规范设计的知识库。根据构建的装配公差规范层次式表示模型,采用OWL DL语言分别对装配公差规范设计的概念类、属性及拓扑关系进行计算机表述,并对公差规范设计中涉及属性的定义域与值域进行限定,完成装配公差规范信息的本体模型的构建。然后,对装配公差规范涉及的基本准则、专家知识及设计手册的知识进行分析与提炼,并采用语义网规则语言(SWRL)构建装配公差设计的推理规则库。其次,将该领域中获取的公差知识转换成Jess-facts;将用于推理的约束化知识转换成Jess-rules,并开发基于本体的装配公差设计的知识库系统,实现产品装配公差的智能化设计、异构CAX软件间知识共享和知识传递。最后,利用Matlab的GUI平台开发了基于本体的装配公差规范智能化设计的原型系统。基于本文对装配公差设计的研究,采用本体编辑工具Protégé完成装配公差规范本体模型类、属性及其关系的定义。然后,基于原型系统的功能需求采用Matlab开发了装配公差设计可视化界面。其次,将Matlab GUI、本体编辑工具Protégé及Jess推理机相结合,完成装配公差设计原型系统的开发。最后,以减速器为实例验证该系统的可行性和有效性。