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【摘 要】随着科技的进步，机械产品在并行环境下，建模设计技术的运用越来越重要，针对并行环境中机械产品建模技术的意义，以及目前需要解决的问题，本文分析建模方法的特点，现状，以及存在的局限性，并对建模设计技术的趋势进行了分析。
【关键词】机械产品；建模设计；策略
1.机械产品中建模设计方法的现状和特点
机械产品具体信息在计算机上的表达会形成一种机械产品的模型。计算机在建模技术中的应用，能够促使直观地更加有效地进行计算机推理和产品模型设计，人工设计技术主要强调的则是建立起交互建模的协作环境，两者的结合能够使设计者在机械产品的建模中充分发挥出创造性思维。
1.1几何模型
线框、实体模型、表面模型等构成了几何模型，几何模型是支持设计的最基本模型。目前在机械产品建模中主要有UG、Pro/E、Solidwork、3Dmax等。UG的加工比较强大，曲面功能也不错，特别表现在复杂曲面； UG的消参功能，半参是UG和Pro/E的最大区别；而Pro/E在进行小的机械产品建模中比较方便，简洁，快速，但是曲面一复杂，Pro/E操作相对麻烦；Solidwork以其易用的操作大幅度地提高设计的效率， 3DMAX主要负责建模中的低模及渲染。
1.2语言模型
把设计问题格式化，强调设计知识结构是语言模型的显著特点。在表达某种明确设计的时候非常重要，并且对以后的基于语义推理都能起到很好的帮助作用。在机械产品建模设计中，用不同的专用语言表达在建模中的重要信息，如结构，动作，行为以及功能等的描述。
1.3特征模型
相对与几何模型，特征模型是几何模型的一个升级。在表现出零部件几何特征的情况下，还能包含很多信息，如几何公差、加工方法、粗糙度等，介于语言模型和几何模型两者之间。对于表达设计的意图显现的更加明显，是CAM集成的基础，但是特征模型也属于低级层次的抽象信息产品，因为主要表现的只是机械产品的零部件信息，不能对更多的设计起到作用。只能详细的描述物体的几何信息，缺乏明显的工程含义，对建模设计中的非几何信息如公差、表面粗糙度、定位基准等不能充分的描述。
1.4图像模型的运用情况
机械产品建模设计中，图像型模型是常用的方式，主要特点是图像模型接近人的思维和推理模式，在提供人机交互环境上起到很大作用，一方面能够促进人创造性思维，使得设计者能够直观的通过绘图而进行技术和设计上的讨论，对于不同的解决方案可以进行更加简单的比较，从而保障建立起所建立空间的立体感觉。
1.5知识模型
机械产品建模设计中，高层次的推理通常会采用知识模型，知识模型能够提供机械产品设计的基本框架。在早期的产品建模阶段存在缺乏精确的、完整的信息要求，并且受到很多方面的限制，属于复杂的、需要展开创造性思维模式的工作，同时也需要更多方面的经验和知识等，而这些重要的信息以及必要的学科知识，用知识型模型来表达就显得非常完善。同样，知识型模型也存在一些问题，如对不完整知识的处理上、知识性模型自身内部相互矛盾的处理上。
2.机械产品建模设计中需要解决的问题
机械产品在并行环境下，早期的设计要考虑到产品整个周期所有因素，主要包括了成本控制，难易程度，以及如何制造和装配。在这个过程中多种学科小组的统一协调、并行的进行产品相关设计非常重要。
2.1协同设计与并行模式设计
机械产品早期的模型大多是不完整的，需要将其与其他模型相互协同设计。要确保相关模型有可装配性、可制造性以及可维护性，这样就能更加方便地在机械产品建模的初期给出更加合理的再设计建议。
2.2如何建模
机械产品建模设计，首先对所要建模的机械产品有充分的了解，建模之前应当考虑如何完成草图；其次明确知道建模所需要的各种数据，在建模过程中要保障产品功能的实现，运用多种建模设计方法，多方面运用各种建模工具；再次对于产品建模中的各种原理要有充分的认识；最后实现机械产品建模设计，从抽象到具体的各个阶段的信息描述。
2.3抽象问题具体化的过程
机械产品建模设计中，要对设计的每一个过程进行分解，使得抽象模型能够具体细化。因为机械产品设计是一个非常复杂的过程，要对设计过程进行描述，需要采用设计过程模型，而这种设计过程模型是工业界真实设计过程的一种抽象，同时又能回答真实设计过程中的问题。在建模过程中，对于领域的确定以及信息的挖掘很重要，而信息的挖掘过程主要就是进行抽象概念具体化的过程。
2.4对于不同的模型如何共享和转换
机械产品早期建模中存在概念化设计的模糊性和不确定性等特点，建模有一点难度，而建模技术属于理论研究阶段，是CAD技术关键内容之一，需要得到重点研究。
商品化CAD软件普遍提供了不同模型之间的转换功能。CAD技术下不同模型之间的转换，在转换结束后能保留原有模型的特征信息，能够方便的进行进一步的特征编辑和修改，能够实现多种商品化CAD软件的模型转换。在机械产品建模设计中，要广泛地运用CAD等技术完成不同模型之间的转换。
对协同设计与并行模式设计的研究、抽象问题具体化的过程、对对于不同的模型如何共享和转换的研究都是目前机械产品建模中必须要解决的重要问题。
3.机械产品中建模设计技术发展趋势
3.1模型的统一和模型的转换在机械产品建模中越来越重要
并行设计的功能集成要求产品建模部门在时间上空间上共享产品模型，并行设计的过程中，产品的各种信息要更加快速准确的相互转化，要适应不断修改，所以机械产品建模设计的过程中，要保持与一个动态产品信息模型相互交换数据，并贯穿设计的始终。
3.2智能支持技术在机械产品建模系统中的应用
机械产品初期设计中涉及到诸多学科和很多设计者的经验，甚至包括设置具体方案、设置重要流程以及设置原理图等，这些问题一般很难建立起准确的数学模型，更难用简单的数值方法进行解决，这些问题需要用创造性思维模式和发散性思维模式去解决，无论是创造性思维模式还是发散性思维模式都必须要建立在实践和经验的基础上去进行分析、判断和思考。机械产品建模初期设计的过程中，智能支持技术成为研究的重要课题。
3.3并行产品的建模设计必须考虑到网络分布、异地等因素
机械产品建模在并行环境中要更多的考虑到很多因素，如网络因素、计算机因素、操作系统因素、分布式数据库因素等，要将这些因素集中起来，建造一个良好的，能够适应计算机网络的并行环境；让不同区域，不同空间，使用不同的子系统的各种学科的成员们都能集中起来，达到一个协同设计的效果。这种异地、分布以及建立起的良好并行环境，对于不同领域、不同学科设计人员进行机械产品建模设计时能更加迅速、准确、有效的获取更多需求的信息，同时也能达到一个信息共享的效果。
4.总结语
随着智能支持技术在机械产品建模系统中的广泛应用，模型的统一和模型的转换在机械产品建模中越来越重要；未来机械产品建模设计技术应该是在网络的基础上，对于异地并行进行支持、并且能协同机械产品建模中的其他环节，这是面向产品生命周期设计的新模式。
【参考文献】
[1]任怀伟，黄克正，孙晓燕，张勇.概念设计中的三维公差与结构同步设计研究[J].中国机械工程，2008（02）.
[2]岳建鹏，尹文生，吴俊军，周济.并行环境下广义装配设计的集成框架[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001（04）.
[3]成经平.自上而下的机械产品数字化建模研究[J].黄石高等专科学校学报，2000（04）.
[4]祁新梅.机械产品建模技术研究现状及趋势[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2000（06）.
【关键词】机械产品；建模设计；策略
1.机械产品中建模设计方法的现状和特点
机械产品具体信息在计算机上的表达会形成一种机械产品的模型。计算机在建模技术中的应用，能够促使直观地更加有效地进行计算机推理和产品模型设计，人工设计技术主要强调的则是建立起交互建模的协作环境，两者的结合能够使设计者在机械产品的建模中充分发挥出创造性思维。
1.1几何模型
线框、实体模型、表面模型等构成了几何模型，几何模型是支持设计的最基本模型。目前在机械产品建模中主要有UG、Pro/E、Solidwork、3Dmax等。UG的加工比较强大，曲面功能也不错，特别表现在复杂曲面； UG的消参功能，半参是UG和Pro/E的最大区别；而Pro/E在进行小的机械产品建模中比较方便，简洁，快速，但是曲面一复杂，Pro/E操作相对麻烦；Solidwork以其易用的操作大幅度地提高设计的效率， 3DMAX主要负责建模中的低模及渲染。
1.2语言模型
把设计问题格式化，强调设计知识结构是语言模型的显著特点。在表达某种明确设计的时候非常重要，并且对以后的基于语义推理都能起到很好的帮助作用。在机械产品建模设计中，用不同的专用语言表达在建模中的重要信息，如结构，动作，行为以及功能等的描述。
1.3特征模型
相对与几何模型，特征模型是几何模型的一个升级。在表现出零部件几何特征的情况下，还能包含很多信息，如几何公差、加工方法、粗糙度等，介于语言模型和几何模型两者之间。对于表达设计的意图显现的更加明显，是CAM集成的基础，但是特征模型也属于低级层次的抽象信息产品，因为主要表现的只是机械产品的零部件信息，不能对更多的设计起到作用。只能详细的描述物体的几何信息，缺乏明显的工程含义，对建模设计中的非几何信息如公差、表面粗糙度、定位基准等不能充分的描述。
1.4图像模型的运用情况
机械产品建模设计中，图像型模型是常用的方式，主要特点是图像模型接近人的思维和推理模式，在提供人机交互环境上起到很大作用，一方面能够促进人创造性思维，使得设计者能够直观的通过绘图而进行技术和设计上的讨论，对于不同的解决方案可以进行更加简单的比较，从而保障建立起所建立空间的立体感觉。
1.5知识模型
机械产品建模设计中，高层次的推理通常会采用知识模型，知识模型能够提供机械产品设计的基本框架。在早期的产品建模阶段存在缺乏精确的、完整的信息要求，并且受到很多方面的限制，属于复杂的、需要展开创造性思维模式的工作，同时也需要更多方面的经验和知识等，而这些重要的信息以及必要的学科知识，用知识型模型来表达就显得非常完善。同样，知识型模型也存在一些问题，如对不完整知识的处理上、知识性模型自身内部相互矛盾的处理上。
2.机械产品建模设计中需要解决的问题
机械产品在并行环境下，早期的设计要考虑到产品整个周期所有因素，主要包括了成本控制，难易程度，以及如何制造和装配。在这个过程中多种学科小组的统一协调、并行的进行产品相关设计非常重要。
2.1协同设计与并行模式设计
机械产品早期的模型大多是不完整的，需要将其与其他模型相互协同设计。要确保相关模型有可装配性、可制造性以及可维护性，这样就能更加方便地在机械产品建模的初期给出更加合理的再设计建议。
2.2如何建模
机械产品建模设计，首先对所要建模的机械产品有充分的了解，建模之前应当考虑如何完成草图；其次明确知道建模所需要的各种数据，在建模过程中要保障产品功能的实现，运用多种建模设计方法，多方面运用各种建模工具；再次对于产品建模中的各种原理要有充分的认识；最后实现机械产品建模设计，从抽象到具体的各个阶段的信息描述。
2.3抽象问题具体化的过程
机械产品建模设计中，要对设计的每一个过程进行分解，使得抽象模型能够具体细化。因为机械产品设计是一个非常复杂的过程，要对设计过程进行描述，需要采用设计过程模型，而这种设计过程模型是工业界真实设计过程的一种抽象，同时又能回答真实设计过程中的问题。在建模过程中，对于领域的确定以及信息的挖掘很重要，而信息的挖掘过程主要就是进行抽象概念具体化的过程。
2.4对于不同的模型如何共享和转换
机械产品早期建模中存在概念化设计的模糊性和不确定性等特点，建模有一点难度，而建模技术属于理论研究阶段，是CAD技术关键内容之一，需要得到重点研究。
商品化CAD软件普遍提供了不同模型之间的转换功能。CAD技术下不同模型之间的转换，在转换结束后能保留原有模型的特征信息，能够方便的进行进一步的特征编辑和修改，能够实现多种商品化CAD软件的模型转换。在机械产品建模设计中，要广泛地运用CAD等技术完成不同模型之间的转换。
对协同设计与并行模式设计的研究、抽象问题具体化的过程、对对于不同的模型如何共享和转换的研究都是目前机械产品建模中必须要解决的重要问题。
3.机械产品中建模设计技术发展趋势
3.1模型的统一和模型的转换在机械产品建模中越来越重要
并行设计的功能集成要求产品建模部门在时间上空间上共享产品模型，并行设计的过程中，产品的各种信息要更加快速准确的相互转化，要适应不断修改，所以机械产品建模设计的过程中，要保持与一个动态产品信息模型相互交换数据，并贯穿设计的始终。
3.2智能支持技术在机械产品建模系统中的应用
机械产品初期设计中涉及到诸多学科和很多设计者的经验，甚至包括设置具体方案、设置重要流程以及设置原理图等，这些问题一般很难建立起准确的数学模型，更难用简单的数值方法进行解决，这些问题需要用创造性思维模式和发散性思维模式去解决，无论是创造性思维模式还是发散性思维模式都必须要建立在实践和经验的基础上去进行分析、判断和思考。机械产品建模初期设计的过程中，智能支持技术成为研究的重要课题。
3.3并行产品的建模设计必须考虑到网络分布、异地等因素
机械产品建模在并行环境中要更多的考虑到很多因素，如网络因素、计算机因素、操作系统因素、分布式数据库因素等，要将这些因素集中起来，建造一个良好的，能够适应计算机网络的并行环境；让不同区域，不同空间，使用不同的子系统的各种学科的成员们都能集中起来，达到一个协同设计的效果。这种异地、分布以及建立起的良好并行环境，对于不同领域、不同学科设计人员进行机械产品建模设计时能更加迅速、准确、有效的获取更多需求的信息，同时也能达到一个信息共享的效果。
4.总结语
随着智能支持技术在机械产品建模系统中的广泛应用，模型的统一和模型的转换在机械产品建模中越来越重要；未来机械产品建模设计技术应该是在网络的基础上，对于异地并行进行支持、并且能协同机械产品建模中的其他环节，这是面向产品生命周期设计的新模式。
【参考文献】
[1]任怀伟，黄克正，孙晓燕，张勇.概念设计中的三维公差与结构同步设计研究[J].中国机械工程，2008（02）.
[2]岳建鹏，尹文生，吴俊军，周济.并行环境下广义装配设计的集成框架[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001（04）.
[3]成经平.自上而下的机械产品数字化建模研究[J].黄石高等专科学校学报，2000（04）.
[4]祁新梅.机械产品建模技术研究现状及趋势[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2000（06）.