支持异构CAD系统的协同设计适应网络经济和知识经济的先进生产模式,它能够实现企业间的协同合作及信息共享,从而提高企业的创新能力,实现产品设计的低成本和高效率。由于不同的CAD系统对数据采用不同的存储方式,以及使用不同的概念、属性和关系来定义数据,造成了数据源的异构性,给协同设计带来了困难。本文充分分析了语义特征造型的特点,以及国内外有关协同设计技术的理论成果,充分利用计算机技术、本体技术及其它相关技术,从根本上解决了协同设计过程中不能传输完整的CAD模型语义信息、共享模型传输速度慢,以及存在并发冲突等问题。对此,本文从以下几方面进行了研究:1.为实现广域分散的、异构CAD系统的共享和集成,提出了一种基于细胞元本体的协同资源共享方法。详细介绍了细胞元本体的构建过程,细胞元本体由三部分组成:细胞元模型、共享本体库和语义推理模型。细胞元本体为异构语义信息的统一表示和交换提供了依据,实现了产品语义信息的动态获取。根据该框架,设计了一个应用实例,证明该框架能够实现异构CAD系统的语义互操作,为企业提供了更丰富的协同资源。2.为了解决协同设计过程中共享CAD模型数据传输量过大的问题,提出了一种基于特征面的分层次数据传输方法。该方法在进行共享CAD模型传输时,首先只传输该模型的三角面片信息,当需要进行协同装配时,将参与装配的部件指定到某一具体的特征面,且仅对于这一特征面传输全部的语义信息。为快速提取任一特征面,将语义特征造型的体系结构进行了进一步的细分,共分为四层,分别是:特征依赖图、特征面模型、细胞元模型和面片模型。该方法有效的减少了共享模型数据传输量,提高了传输速度。3.冲突在同步协同设计过程中是不可避免的,提出了一种基于特征优先关系的冲突消解方法。该方法通过角色机制制定设计人员的静态优先级。总结了特征模型中的特征依赖关系,通过特征间的依赖关系制定了特征间的动态优先级。将设计人员的静态优先级和特征间的动态优先级结合起来,有效的检测和消解冲突,维护了协同模型的一致性。4.通过对零件和装配体的相似性进行分析,提出了一个统一的协同虚拟装配框架。构建了协同装配关系模型表达语义特征造型中的装配关系,协同装配关系模型定义了高层次的装配概念并给出了概念间的关系,使装配概念间形成了一个良好的层次关系。通过协同装配关系模型可以动态的获取协同装配时所需的装配信息,并且能够将隐含的约束关系一起获取。在该框架下能够有效支持异构CAD系统间零件及装配体的协同装配,使协同虚拟装配有效进行。最后,基于上述关键技术,利用KAON、VC和SQL Server数据库技术,开发了支持同步协同设计的原型系统,并验证了该平台的可行性和有效性。