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现有三维CAD系统设计过程采用的是基于历史的参数化特征造型系统,它在传统的几何造型器基础上跨越了一大步,可以集成产品各阶段的工程信息,且造型过程简洁直观,但是依然存在很多不足,如跨特征的语义难以表达;造型过程参数联系不能跨越历史的次序;不能有效支持并行、协同设计过程等。为了解决目前实际存在的问题,在导师的指导下,本课题组提出了4D信息模型的概念、内涵与体系结构,并着手建立一套完整的产品4D信息系统。 面向4D信息模型的产品设计评价是4D信息系统实施的关键技术,是其重要支持工具,是4D信息系统环境下设计过程中协同求解、获取全局最优的重要保证。开展面向4D信息模型、服务于产品整个生命周期的产品设计评价原理、体系、规范及方法的系统研究,对于4D信息系统实践中的进一步应用与发展具有重要意义。 本文首先分析了4D信息模型的发展现状,对其在机械领域与其它领域的应用的异同进行了研究。并对设计评价的发展现状进行了探讨,对主流设计评价方法进行了优缺点分析。在对当前三维CAD设计系统进行分析的基础上,阐述了4D信息模型的基本概念。基于对象,将产品4D信息模型分为三个层次,即数据层、数据对象层和业务对象层,详细阐述了各层次的结构和内涵,分析了产品4D信息模型的三维视图描述及其体系结构。 针对4D信息模型的固有特点,建立了面向4D信息模型的产品设计评价系统的体系结构,并详细地介绍了系统的构成。根据设计进行不同阶段的特点和具体需求,分别制定了不同的评价体系及相应的评价机制。然后还进一步研究了系统具体的实现方法。研究了应用小波神经网络算法进行机械产品设计综合评价的方法。针对动态评价过程中出现的信息不完备问题,提出了“桩模块”方法及设计资源搜索算法。 最后,以具体产品“电磁缓速制动器”为例,应用SolidWorks提供的API进行了系统应用的初步研究。