基于装配关系的CAD模型的相似性度量

第 7期 2 0 1 5年 7月 机 械 设 计 与 制 造 Ma c hi ne r y De s i g n M a n u f a c t u r e 41 基 于装配关 系的 C A D模型的相似性度量 谌炎辉 贪祥 广西科技大学 机械工程学院 广西 柳州5 4 5 0 0 6 摘要 针对复杂产品的零部件相似性度量问题 提出了一种基于装配关系的相似性度量方法 该方法首先探讨了一种 产品零部件 的编码方法 最终采用 了分类码 识男 q 码的七位 十进制的编码方法 然后 以零部件为节点 以装 配关 系为边 构造了零部件的加权网络模型 通过运用复杂网络原理进行分析 建立了基于装配关系相似度矩阵 基于该相似度矩阵 找出装配关系相似度最大的节点 搜索与该节点相似度最大的邻居节点进行 匹配 并对其邻居节点进行装配关系的计算 和匹配 从而完成模型的相似性度量 该算法具有较低的计算复杂度 并以减速器为例 验证 了该算法的有效性 关键词 装配关系 复杂网络 模型相似度 编码 中图分类号 T H1 6 T P 3 9 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 3 9 9 7 2 0 1 5 0 7 0 0 4 1 0 3 CAD Mo d e l s Si mi l a r i t y Me a s u r e B a s e d o n As s e mb l y Re l a t i o n s h i p C HEN Ya n h u i YUN Xi a n g D e p a r t m e n t o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g G u a n g x i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y G u a n g x i L i u z h o u 5 4 5 0 0 6 C h i n a Ab s t r a c t Ai m a t t h e p r o b l e m o fc o m p le x p r o d u c t p a r t s s i mi l a r i t y r a e t l s l t r e a m e t h o d o f s i m i l a r i t y m e a s u r e b ase d o n ass e m b l y r e l ati o n i s p r o p o s e d F i r s t l y a c o d i n g m e t h o df o r p r o d uct p a r t s is d is c u s s e d e v e n t u a l l y a d o p t e d a k i n d o f s e v e n d e c i m a l c o d i n g me t h o d ofc l ass ifi c ati o n c o d e i d e n t ifi c ati o n c o d e t h e n t h e p a r t s a n o d e a n d ass e m b l y r e l at i o n a e d g e t h e w e i g h t e d n e t w o r k is c o n s t r u c t e d t h o u gh a n al y e d t h e p r i n c i p le o f c o m p l e x net w o r k s a ass e m b l y r e l ati o n s i mi l a r i t y m a t r i x is c o nst r u c t e d a n d n d t h e ass e m b t y r e l ati o n s i m i l a r i t y b i g g e s t n o de b a s e d o n i t A n e i ghb o r n o de h i n g m a x i mu m s i m i l a r i t y t o t h e i n i t i a l n o de is s e a r c h e d mo d e l s i mi l a r i t y me a s u r e t o b e c o mp l e t e d T h e pr e s e n ted me t h o d h a s l o w c o m pu t ati o n a l c o m p l e x i t y F u r t h e r m o r e t he e ffe c t i v e n e s s oft h e al g o ri t h m is v ali d at e d b yt h e e x a m p le s ofF e d u e r Ke y W o r d s As s e mb l y Re l a t i o n s h i p Co mpl e x Ne t wo r k Mo d e l S i mi l a r i t y Me a s u r e Co d e 1引言 随着企业面对的考验越来越多 例如信息量急剧膨胀 交货期 缩短 创新设计和顾客需求差异等 很多企业在产品开发时没有对 大量的基础数据进行标准化 规范化和对 产品模型库进行开发 还 有缺乏有效的相似性度量方法 导致很多已有设计不能被有效利 用 如何对已有的模型进行相似陛度量 提高模型的重用度 一直是 困扰企业的 个难题 在新产品的开发中约 4 0 的设计是重用过 去已有设计 约 4 6 是对已有设计稍作修改 而只有约 2 全新 设 卜 m o由于没计人员刚开始可能并不知道是否存在相似的设计或 并不明白以前设计人员的设计 往往需要从头开始重新设计 所以 传统盼没计方式导致产品开发周期长 成本高 而且质量难以保证 所以 当面对新的产品设计时 设计人员如果能对以往的零件模型 进行相似度分析 做到充分利用已有的模型数据资源 则可以减轻 设计新模型的工作量 提高产品对市场需求的反应速度 同时还可 以为企业进行专业分工和零部件模型管理提供支持 文中针对以上 问题探讨了一种零部件编码方法 并采用加权网络分析了模型之间 的约束关系 并在此基础 E 进行了相似性分析 2产品零部件的编码方法 企业在进行产品设计过程中 积累了很多的产品数据和文 本资源 快速有效地检索并充分利用这些资源是实现产品快速设 计的有效手段 要实现模型的分类 统计和检索 需要对 C A D模 型进行编码 这是企业产品数据管理的一个基础工作 通过分析图 1 可以发现 对于大多数的机械产品 尤其是复 杂机械产品 它们的产品模型很多都有重复使用 根据产品及零 部件的这种关系 对模型进行编码时 要最大限度地避免因为命 名 描述和分类不一致等原因所造成的误解和歧义 例如一名多 物 一物多名 对同一模型的分类和描述不同 以及同一模型具有 不同代码等混乱现象 从而保证了对模型描述的唯一性 可靠性 来稿 日期 2 0 1 5 一 O 1 1 7 基金项目 国家十二五科技支撑计划 2 O 1 2 B A F 1 2 B 1 8 广西科技开发计划资助项 目 桂科攻 1 3 4 8 0 1 4 2 广西教育厅重点资助项 目 Z D 2 0 1 4 0 7 4 广西科技大学博士基金项目资助 校科博 1 3 Z 1 3 作者简介 谌炎辉 1 9 7 3 一 男 湖南人 博士研究生 硕士生导师 教授 主要研究方向 制造业信息化 负祥 1 9 8 9 一 男 河南人 硕士研究生 主要研究方向 制造业信息化 No 7 J u l v 2 0 1 5 机 械 设 计 与制 造 4 7 际载荷分布 下一步将研究适合于煤巷空间复杂环境的三轴加速 度传感器的布置方法 结合多 自由度振动方程 展开连采机行走 系统载荷的深入研究 参考文献 1 黄民 吴淼 魏任之 横切割头掘进机械振动特性研究 J 机械工程学 报 2 0 0 2 3 8 8 8 9 9 3 H u a n g M fi n Wu Mi a o We i R e n z h i R e s e a r ch o n v i b r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f h o ri z o n t a l a x i s t u n n e l l e r J J o u r n a l of M e c h a n i c a l E n g i n e e ri n g 2 0 0 2 3 8 8 8 9 9 3 I 2 J S t e e n K r e n k T i m e 一 d o m a i n a n a l y s i s o f f r e q u e n c y d e p e n d e n t i n e r t i a l w a v e f o r c e s o n c y l i n d e r s J J C o mp u t e r s S t r u c t u r e s 2 0 1 3 1 2 6 1 8 4 1 9 2 1 3 J K T r a n N g u y e n Y G b a t o v c Gu e d e s S o a r e s S p e c t r a l f a t i g u e d a ma g e ass e s s me n t of t a n k e r d e c k s t r u c t u r a l d e t a i l s u b j e c t e d t o t i m e d e p e n d e n t c o r r o s i o n J I nte r n a t i o n a l J o u r n alo f F a t i gue 2 o 1 3 4 8 1 4 7 1 5 5 4 B u b a t h i Mu rng a n a t h a m M A S a n j i t h B K r i s h n a k u ma r S A V S a t y a Mu r t y Ro l l e r e l e me nt b e a rin g f a u l t d i a g n o s i s u s i n g s i n gul a r s p e c t r u m a n a l y s i s J M e c h a n i c alS y s t e m s and S i g n alP r o c e s s i n g 2 0 1 3 3 5 1 2 1 5 0 1 6 6 1 5 V i c t o r G i r o n d i n K o mi Mi d z o d z i P e k p e He r v e Mo r e l e t c e a r i n g s f a u l t d e t e c ti o n i n h e l i c o p t e r s u s i n g f r e q u e n c y r e a d j u s t me n t a n d cyelo s t a t i o n a r y a n a l y s i s J j lMe c h a n i c a l S y s t e m s a n d S i g n a l P r o c e s s i n g 2 0 1 3 3 8 2 4 9 9 5 1 4 6 张宏 康鹏 宋扬 滑动式履带行走系统动力学建模方法与试验 J 振 动测试与诊断 2 0 1 5 3 5 1 7 0 7 5 Z h a n g Ho n g Ka n g P e n g S o n g Ya n g D y n a mi c s mo d e l i n g me t h o d a n d t e s t o f s l i d i n g c r a w l e r t r a v e l s y s t e m i J J o u r n al o f V i b r a t i o n M e a s u r e m e n t D i a g n o s i s 2 0 1 5 3 5 1 7 O 一 7 5 7 李晓豁 沙永东 采掘机械 M 北京 冶金工业 出版社 2 0 1 1 2 0 8 2 1 0 L i X i a o h u o S h a Y o n g d o n g E x t r a e t i o n Ma c h i n e r y M B e i j i n g Me t a l l u r g i c a l I n d u s t r y P r e s s 2 0 1 1 2 0 8 2 1 0 8 张晓鸱 矿用重型采掘装备振动传感器优化配置方法 J 煤矿机械 2 0 1 1 3 2 3 1 7 3 一 1 7 5 Z b a n g Xi a o k u n Op t i mal Pl a c e me n t o f Vi b r a t i o n S e n s o r a b o u t He a v y Mi n i n g E q u i p me n J C o alMi n e Ma c h i n e ry 2 0 1 1 3 2 3 1 7 3 1 7 5 9 吴子燕 简晓红 张彬振 动测试中多目 标传感器优化配置研究 J 机 械强度 2 0 0 8 3 0 6 8 8 8 8 9 2 Wu Z i y a n J i a n X i a o h o n g Z h a n g B i n Mu l t i o b j e c ti v e o p t i ma l s e n s o r p l a c e m e n t m e t h o d o l o g y f o r v i b r a t i o n t e s t J J o u rna l o f Me c h a n i c al S t r e n g t h 2 0 0 8 3 0 6 8 8 8 8 9 Z 1 O 董磊 王步康 张宏 连续采煤机截割臂振动特l生 分析及载荷识别 J J 煤矿机械 2 0 1 1 3 2 5 3 7 4 0 D o n g L e i WangB u k a n g Z h a n g Ho n g A n a l y s i s o f v i b r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n d ba d i d e n t i fi c a t i o n o n c o n t i n u o u s mi n e r c u t t i n g a r m J j C o a l M fi n e Ma c h i n e ry 2 0 1 1 3 2 5 3 7 4 o 1 1 黄长艺 机械工程测量与试验技术 M 北京 机械工业出版社 2 0 0 6 2 0 3 5 Hu a n g C h a n g y i Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g Me a s u r e m e n t a n d T e s t i n g T e c h n o l o gy M B e ij i n g Ma c h i n e ryI n d u s t r yP r e s s 2 0 0 6 2 0 3 5 1 2 贾海波 轮式装载机传动系载荷谱测试与编制方法研究 D 长春 吉 林大学 2 0 0 9 5 6 6 0 J j a Ha i b o S t u d y o n t h e t e s t a n d g e n e r a t i o n me t h o d s abo ut l o a d s p e c t r u m o f w h e e l l o a d e r d r i v e l i n e D C h a n g c h u n J i l i n U n i v e r s i t y 2 0 0 9 5 6 6 0 上接第4 3页 参考文献 1 祁国宁 大批量定制技术 J 北京 机械工业出版社 2 0 0 5 1 5 一 1 8 Q i G u o n i n g M as s C u s t o m i z a t i o n t e c h n o l o gy J B e ij i n g M a c h i n e r y I n d u s t ryP r e s s 2 0 0 5 1 5 1 8 2 宋宇飞 基于V c 的机械零件分类编码系统的开发与研究 J 上海 电气技术 2 o 1 3 4 2 4 2 8 S o n g Y u f e i Me c h a n i c a l p a r t s c l a s s i fi c a t i o n a n d c o d i n g s y s t e m b a s e d o n V C d e v e l o p m e nt and r e s e a rc h J J o u r n a l o f S h ang h a i E l e c t ri c T e c h n o l o gy 2 0 1 3 4 2 4 2 8 3 郑泽彬 基于信息分类的产品编码与配置方法研究 D 南京 南京理 工大学 2 0 0 6 Z h e n g Z e b i r r B a s e d o n t h e i n f o r m a t i o n c l a s s i fi e a t i o n c o d i n g a n d c o n f i gur a t i o nm e t h o d r e s e a rch D N anj i n g N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy 2 0 0 6 4 朱卫东 分类码在 S o l i d Wo r k s 产品设计中的应用 J C A D C A M与制 造业信息化 2 0 0 9 9 4 2 4 5 Z h u We i d o n g C l a s s i fi c a t i o n c o d e i n t h e a p p l i c a t i o n o f S o l i d Wo r k s p r o d u c t d e s i gn J J o u rnalofC AD C A M a n dMa n u f a c t u ri n gI n f o r m a t i o n 2 0 0 9 9 4 2 4 5 5 樊蓓蓓 祁国宁 基于复杂网络的产品族结构建模及模块分析方法阴 J 机械工程学报 2 0 0 7 4 3 3 1 8 7 1 9 8 F a n B e i b e i Q i G u o 一 n i n g B a s e d o n t h e c o rn pl e x n e t w o r k o f p r o d u c t f a m i l y s t r u c t u r e mo d e l a n d mo d u l e a n a l y s i s m e t h o d Y i n J J o u rna l of Me c h a n i c alE n g i n e e ri n g 2 0 0 7 4 3 3 1 8 7 1 9 8 6 黄利民 余军合 杨剑军 复杂产品族零部件关系网络研究 J 宁波大 学学报 2 0 1 1 2 4 1 6 3 6 6 Hu a n g L i m i n Yu J u n h e Ya n g J i a n j u o C o mp l e x p a r t s r e l a t i o n n e t w o r k o f p md u c t f a mi l y s t u d y J J o u r