冲模结构的数字化与智能化设计是现代模具设计领域的重要研究方向,其理论方法、体系结构和关键技术有待进一步研究。本文基于人工智能研究的最新成果——智能规划理论,对工艺设计与模具结构设计的对应关系、模具总体设计的智能规划算法、模具零部设计的关键规划技术进行了深入的研究。针对目前冲模CAD系统未能将工艺设计模块和结构设计模块的映射关系加以深入研究的缺陷,本文首次把工艺设计模块和冲模结构设计模块的结合作为一个重要的研究领域进行了较为深入的研究;采用了多变性规划理论,处理工艺设计相对结构设计的影响和决定作用,通过环境驱动索引EDI来表示外部的驱动关系,通过耦合索引CI来表示内部复杂和间接的影响关系,希望用模块化和标准化的方法来降低相互影响的复杂度,从而为提高设计效率和设计质量进行了有益的尝试;提出了新型关系模型的理论化方法,将面向多变性设计理论引入到智能规划设计理论中,丰富了多变性规划理论的内涵,提高了智能规划理论解决问题的能力。针对传统的冲模总体结构设计智能化程度低、覆盖面有限的问题,本文对规划学习理论和规划还原理论进行新的发展并加以融和,构筑了基于树结构搜索策略及决策树技术的理论体系,并在模具具体零件向特征零件的转化、零件特征库的建立、特征零件的识别、提取、还原的设计模块中加以应用,为构筑模具总体结构智能设计体系平台奠定了基础;在解决模具总体结构设计多变性强的问题时,把基于知识的分层网络规划器HTN(Hierarchical Task Network)同传统的自顶而下的模具设计方法首次全面地结合起来,把模具结构设计进行分层任务划分,形成了合理的设计体系,使模具总体结构设计任务覆盖更全面的范围;利用智能化规划算子进行面向模具总体结构的智能化设计,为模具智能化结构设计开辟了一条新的道路,并在设计中取得了通用化设计与个性化设计的兼顾。面向冲模工作部件智能设计时,本文提出了规划识别算法,将其应用到刃口聚类设计模块中,使得模具零部件设计可以根据刃口分类分组进行,降低了模具零件设计的复杂性,减少了智能设计中大量的重复工作,提高了模具零部件设计的效率;在零件生成规划设计中,引入偏序规划理论,通过智能规划算子,实现了从初始设计状态到目标设计状态的智能化转移,并能对设计过程通过修改算子进行控制;为了实现零部件动态生成后与静态的模具总体结构的有机结合,改进了智能规划理论中的图规划算法,提高了零部件设计过程的智能化程度,并将人类专家的知识和设计经验融入到整个规划设计中,为规划系统与知识系统的融和进行了有益的探索。基于上述关键技术,利用JAVA编程语言和三维CAD设计平台I-DEAS 9m2,建立了智能化冲模CAD软件系统,该软件系统已在工业界得到了实际应用,理论和系统的合理性和有效性得到了验证。