[发明专利]一种定制产品非标准件局部结构的分块联动设计方法

说明书

本发明公开了一种定制产品非标准件局部结构的分块联动设计方法，该方法根据定制产品非标准件局部结构的几何特征、边界特征、定位约束等信息构建结构模块关联约束模型；把结构模块分为实结构模块和虚结构模块两类，定义结构模块间存在连接、约束和继承三种联动关系，对结构模块联动关系编码后建立联动设计矩阵；抽取参与局部结构设计的结构模块形成联动设计子矩阵，通过对结构模块三维布尔运算与拼接重构非标准件局部结构的拓扑关系，实现定制产品非标准件局部结构的分块联动设计。本发明从非标准件局部拓扑结构层面上对产品进行定制设计，实现了结构粒度的设计知识重用，提高了定制产品设计效率，可以快速响应产品的个性化定制需求。

技术领域

本发明涉及一种定制产品非标准件的设计方法，尤其涉及一种定制产品非标准件局部结构的分块联动设计方法。

背景技术

定制产品是一类根据订单进行设计制造的产品，随着定制需求的多样化，制造企业面临愈来愈多的定制产品设计制造。如何高效率、低成本和快速响应客户个性化需求地设计出定制产品已经成为产品设计中的一个重要问题。

定制产品设计本质上就是非标准件的设计，现有定制产品设计方法主要通过规划更具通用性的产品设计平台、开发更多满足不同个性化需求的功能模块、模块化产品配置与优化设计、功能模块的参数化变形设计等手段来实现定制产品的设计。这些技术很大程度上推动了定制产品设计理论及方法的发展，增强了制造企业对定制产品的开发设计能力。受到客户越来越深化的定制需求以及特殊的产品安装运行环境等的影响，定制产品中非标准件的出现不可避免，现有定制产品设计方法在处理非标准件设计时常常存在以下问题：

(1)现有定制产品设计采用大批量定制设计的思想与技术，对定制产品中出现的非标准件主要通过零部件参数化变形、系列化功能模块设计来实现，只能一定程度上减少与转化非标准件，但不能消除非标准件的出现。由于非标准件在功能、结构上的不可预测性，现有定制产品设计技术往往只能采取重新设计，设计工作量大，周期长，容易出错。

(2)通过“需求－功能－结构”的映射，定制产品非标准件的设计可归结为局部结构的设计，要求设计方法在结构粒度上支持非标准件的拓扑变更。现有定制产品设计方法从功能模块粒度层次来处理非标准件设计问题，遗弃了结构粒度的设计过程与知识的重用。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种定制产品非标准件局部结构的分块联动设计方法，克服现有方法通过非标准件参数化变形或重新设计来实现定制产品的设计，不能改变已有设计实例的拓扑结构，不能重用已有结构模块的设计知识，设计工作量大、周期长等问题。

为了实现上述目的，本发明采用技术方案的步骤如下：

一种定制产品非标准件局部结构的分块联动设计方法，该方法的步骤如下：

(1.1)根据定制产品非标准件局部结构的设计要求，对原有非标准件进行分解得到局部结构块，并根据局部结构块的几何特征、边界特征、定位约束等属性构建结构模块关联约束模型；

(1.2)根据定制产品非标准件局部结构分块联动设计需要，把结构模块分为实结构模块和虚结构模块两类，定义结构模块间存在连接、约束和继承三种联动关系；对结构模块联动关系进行编码后建立联动设计矩阵；

(1.3)抽取联动设计矩阵中参与非标准件局部结构设计的各结构模块及其相互间的联动关系，以联动设计子矩阵的形式确定参与非标准件局部结构分块联动设计的结构模块；

(1.4)通过结构模块三维布尔运算重新布局非标准件的局部结构，再对各结构模块进行两两拼接，实现定制产品非标准件局部结构的分块联动设计。