信息建模技术在机械领域的发展现状及其应用

信息建模技术在机械领域的发展现状及其应用摘要：信息建模系统技术在机械制造领域的发展现状及其应用在当今的社会和企业中，高新科学技术的应用已经日益普遍开来，在企业当中信息显得尤为重要，企业的信息系统是信息模型的一个体现，这些信息是联系各个功能的纽带。本篇文章旨在介绍信息建模技术在机械领域的应用，对信息建模技术做进一步的统计分析，以便于学习参考。关键字：信息建模，机械领域信息建模技术在企业中应用极为广泛，通过使用信息建模技术，我们可以使用不同的应用程序对所管理的数据进行重用，变更以及分享。信息模型的建立关注建模对象的一些重要的不变的，具有共性的性质,而对象间的一些不同的性质可以通过对通用模型框架的扩展来进行描述。如果缺少信息建模，对一个新对象的描述将会增加很多重复的工作。信息建模技术有着极其广泛的应用领域，在机械领域的应用中格式体现了它巨大的价值。1.基于STEP标准的CAPP系统产品信息建模技术研究随着CIMS的不断发展,对CAPP系统产品信息建模技术提出了更高的要求。在CIMS环境下建立一种能支持并行工程的、无二义性的、覆盖CAPP各个活动阶段的产品模型是十分必要的,对此,国内外一些专家学者做了大量的研究和探讨。CAPP系统信息建模过程运用应用协议建模原理,采用STEP的建模技术,结合面向对象(O-O)编程语言来建立CAPP系统(即/金银花0CAPP子系统)信息模型,作为其应用编程接口(API),其中RoseInterface提供顶层服务,如查询、显示复制和保存等;RoseOb-ject为应用程序的操作提供一些基本方法,用户定义的EXPRESS模式在转换成ROSEC++类后,按不同的类型分别置于RoseInterface的子类,即RoseStructure、RoseUnion和RoseAggregate的管理之下,如果EXPRESS的实体在经过转换后映射成ROSEC++的类,属于RoseStructure的子类,即可继承该类的各种操作;InternalSystemClasses类用于辅助性的工作,如保存C++的类型信息,并将类型信息映射到相应的数据库表示、跟踪内存中的STEP数据,以及将STEP数据从STEP文件或面向对象的数据库系统中存入或取出。因此,从ROSE工具提供的功能来看,我们完全可以借助它来实现面向对象的系统信息建模过程。2.基于STEP标准液压缸产品信息建模研究与实现假设利用CAD软件进行几何设计时,要用到DG-J40C-E1L-Y3型液压缸产品,如果仅仅将知识资源(产品信息模型)做成电子文本的形式,在得到本知识的电子文本后,仍然要在CAD系统中进行手工绘制才能生成液压缸的几何结构。虽然,在一定程度上这种方法可以提高知识资源的获取速度,但不能解决根本问题,它没有实现不同领域的知识应用于产品开发、设计以及维护的目的。如果能用一种标准、通用、中性的机制对产品信息进行描述,使产品的所有信息均封装在信息模型中。而且不同的应用系统或程序可以对同一信息模型根据自身需求进行相关的存取,这样可以大大提高产品模型的利用率,缩短产品的开发周期,从而提高知识资源的集成水平。比如得到DG-J40C-E1L-Y3液压缸产品的信息模型后,对其进行处理,就可以直接从信息模型中获取几何、结构及性能参数(缸径、杆径、活塞面积、推力、拉力等),为产品设计、性能分析等服务。这种经过封装的信息模型和应用系统相对独立,在应用同类信息模型时,只需更换相应的信息模型,就可以大大提高应用的可移植性。以液压缸为对象建立的液压产品STEP标准信息模型,重点是讨论一种中性、标准的产品信息建模机制。当然不同的对象有不同的描述层次和结构,但重要的是描述这些不同层次和结构的机制的标准化和通用性。一个真正实现了STEP标准的液压产品模型必须经过不断地实践和摸索才能趋于完善,并在液压产品设计、制造,特别是液压仿真等各领域充分提高知识资源的集成水平,为实现现代设计提供基础。3.支持产品全生命周期的虚拟维修信息建模研究虚拟维修作为虚拟现实技术在产品维修领域的应用,可增强产品生命周期各阶段、系统各层次的决策和控制能力,对支持产品全生命周期的设计具有重要意义。在产品的维修性分析中,零部件的拆卸与装配过程可描述产品的故障特征、拆装顺序、拆装操作、维修资源、维修策略等维修过程信息,参与产品虚拟维修的整个过程,是维修事件的重要组成部分。因此,虚拟环境下面对维修拆装过程的信息建模是虚拟维修仿真的一项关键技术。当前虚拟维修模型及建模系统的研究多限于模型的几何表达、物理特性仿真等方面,缺乏在虚拟维修仿真过程中描述、表达模型的工程语义、维修设计等过程信息的研究,难以全面支持产品维修的分析和设计。虚拟维修信息模型的实现：在VisualC++6.0的环境下利用OpenCAS-CADE平台开发了支持虚拟维修信息模型的虚拟维修建模系统。系统采用OpenCASCADE中AT-TRIB基类派生类构造的应用程序专用属性创建模型检索体、控制体的维修信息数据,建立数据与模型基本体的连接关系,派生类由组织属性类和应用程序专用属性类这两个层次来实现。虚拟维修信息模型在产品维修拆装阶段所涵盖的维修信息均可通过定义组织属性类和应用程序专有属性的方法实现。对于维修的过程有着很大的帮助，提高了效率。模型内部类的派生层次及其与基本体的连接关系如图7所示。4.信息建模技术在虚拟装配中的应用虚拟设计与制造是虚拟现实技术在制造领域的应用。虚拟装配是虚拟设计与制造的一部分，它怡虚拟现实技术为基础，利用计算机技术与仿真技术简历虚拟装配环境，用户可以置身与环境中没借助于多为输出设备，产生一种身临其境的感觉，虚拟装配信息建模师虚拟装配的重要环节，也是虚拟装配的基础工作和首要前提。虚拟装配信息建模的好坏直接影响虚拟装配的结果。当前已有的装配模型主要有两类：关系网状型和层次树型。前者比较直观，但是描述不符合实际产品组织结构和人们的思维习惯，后者符合人类思考方式，能够较好地体现设计意图和产品结构，并且能降低装配规划、分析的复杂性，但是装配关系描述不够直观，不能够涵盖所有的信息。这两种模型都存在着一定的缺陷。总结：当前的信息建模技术索然已经取得了一定的成果，但是在广大的机械领域里面还是有着一定的局限性，我们应该致力于研究开发出更加先进的技术来应用到生产制造中，造福于人民，造福于社会。