第1篇电子商务的名词与历史

1、PAGE 8UG NX汽车自动化设计PAGE 9第1章 汽车设计自动化概述第1章 汽车设计自动化概述1.1 汽车开发过程概述汽车开发的技术复杂、周期长、成本高，从概念到实物的整个过程包括需求分析、效果图、造型设计、总体布置、详细设计、强度校核、运动仿真、加工制造、小批试制、批量上市等各个阶段。现代汽车的设计以数字化设计为主，综合应用先进的计算机辅助技术如CAD、CAE、CAM提高设计质量，缩短设计周期，降低设计成本。一个完整的汽车数字化设计过程如图1-1所示。图1-1 汽汽车产品数字字化开发流程程汽车产品的数字字化开发建立立在计算机辅辅助技术的基基础之上，CCAD技术的的发展使三维维设计和虚拟

2、拟装配成为现现实；逆向工工程技术（RRE）极大地地缩短了从造造型到产品的的转换周期；CAE技术术使结构分析析和运动校核核可以在设计计阶段完成，避避免了反复试试验和试制；CAM技术术使设计数据据直接用于加加工，大大缩缩短了产品的的制造周期。这这些技术的广广泛采用使汽汽车产品开发发发生了根本本性的变革，使使汽车产品也也可以按照不不断变化的客客户需求进行行及时响应，开开发一个全新新车型的周期期已经从45年缩短到到18个月左左右。然而传统的设计计工具始终是是以几何造型型为核心，对对工程设计考考虑较少，设设计流程的优优化、设计意意图的捕捉、经经验参数的重重用都缺乏相相应的解决方方案。而汽车车开发是建立立

3、在大量的已已有产品开发发经验和工程程制造经验基基础之上的，因因此对于汽车车产品开发而而言，没有哪哪种技术能够够比知识工程程技术（Knnowleddge Baased EEngineeeringg，KBE）更更具应用价值值。汽车产品品的设计周期期长，技术含含量高，对设设计影响最大大的往往是一一些局部设计计难点（如车车身设计、总总布置设计、悬悬架设计等）。这这些设计难点点技术含量高高，要求设计计者具有很高高的专业技术术素养和丰富富的实际设计计经验，培养养一个专家级级的设计人员员需要很长的的周期，并且且一旦人员流流动，相应的的经验也被带带走。通过KKBE技术，可可以将设计知知识和经验固固化下来：如如

4、设计流程、经经验数据、工工艺参数、加加工方法等，使使每个设计者者都可以共享。可可以毫不夸张张地说，KBE技术术使知识和流流程重用成为为现实，为产产品开发带来来了新的革命命性变革。1.2 KBBE技术的发发展如图1-2所示示，CAD技技术的发展经经历了以下几几个阶段：（11）20世纪纪70年代，利利用CAD技技术生成数字字化图纸提高高了绘制工程程图纸的效率率，但并没有有真正起到辅辅助设计的作作用。（2）220世纪800年代，参数数化建模技术术利用基于特特征的CADD技术建立全全参数化驱动动的三维模型型，并以此为为基础，对整整体设计和部部件进行有限限元分析、运运动分析、装装配的干涉检检查和NC自自

5、动编程等，以以保证设计符符合实际工程程需要。但这这时的CADD技术只是面面向产品开发发过程中的某某一环节。（33）20世纪纪90年代以以来，基于过过程的CADD技术使产品品数据模型能能够在全生命命周期的不同同环节间进行行转换，支持持集成的、并并行的产品设设计及其相关关的各种过程程，帮助产品品开发人员在在设计开始阶阶段就考虑产产品从概念形形成到产品报报废处理的所所有因素，包包括质量、成成本、进度计计划和用户要要求。但是，以以几何模型为为主的CADD系统无法将将领域设计原原理和知识、同同类设计以及及专家经验等等融入到几何何模型中去，因因此无法实现现知识型资源源的重用，设设计者仍然需需要进行大量量的

6、重复性设设计工作。在在产品设计初初期，这种情情况影响了设设计者的创新新性工作。为为了使设计者者集中精力进进行创新性工工作，CADD系统必须帮助设计计者从重复性性的工作中解解脱出来，尽尽可能地实现现设计过程的的自动化，这才是真正正意义上的设设计工具。（44）KBE（Knowlledge Basedd Engiineeriing）技术的出现，为为这一问题提供供了最有效的解决方案。KBEE把工业界的的设计标准、手手册、规范、专专家经验等知知识经过组织织、归纳和提提炼与CADD/CAM/CAE/PPDM系统有有机地集成为为一体，从而而真正实现了了工程设计这这个目标。KBE技术为解解决传统CAAD系统存

7、在在的问题提出出了方案，如如设计原理的的体现、约束束是否冲突、如如何在设计阶阶段进行产品品估价、设计计制造是否可可行以及设计计的最终产品品是否符合外外观要求等，同同时提供优化化方案。KBBE系统所要要达到的目的的是使产品信信息在整个生生命周期中都都可得到应用用，从而获得得最优化方案案。KBE是通过知知识的驱动和和繁衍，对工程问题题和任务提供供最佳解决方方案的计算机机集成处理技技术。英国CCoventtry大学的的KBE中心心认为KBEE系统是一种种存储并处理理与产品模型型有关的知识识，是基于产品模模型的计算机机系统；美国国Washiingtonn大学认为KKBE是一种种设计方法学学，将与下一一

8、代CAD技技术紧密结合合。它使用启启发式的设计计规则，将涵涵盖构件、装装配和系统的的开发。KBBE系统存储储产品模型包包含几何、非非几何信息以以及描述产品品如何设计、分分析和制造的的工程准则。图1-2 CCAD技术的的发展历程如图1-3所示示，KBE的的内涵可以概概括为：KBBE是领域专专家知识的继继承、集成、创创新和管理，是是CAX技术与AII（人工智能能）技术的集集成。要使KKBE系统成成为工程过程程的中心，必必须使之适用用于产品各个个阶段的相关关设计原则。要要想从设计分分析到制造都都有效地利用用KBE系统统，就要求KKBE系统具具有柔性、开开放性、可重重用性并可用用户化。图1-3 KKB

9、E技术的的结构层次 KBE系统是深深层内嵌于CCAX系统之中的的，而不是简简单地添加到到一个已存在在的系统中，因因此，KBEE系统应具有有下面的基本本功能：（1）知识的利利用方便地访访问知识数据据库知识数据库以多多种形式存在在，可以是持持续性存在的的数据库或电电子表格。KKBE系统能能够方便地访访问这些知识识数据库，因因此，KBEE系统的开放放性非常重要要。（2）知识的表表示创建和应应用知识规则则知识规则是知识识的一种表示示法。知识表表示就是描述述世界的一组组约定，是知知识的符号化化，这种方法法方便地把人人类知识表示示成计算机能能接收并处理理的知识结构构。知识表示示法既要考虑虑知识的存储储，又

10、要考虑虑知识的使用用。知识表示示分为规则、谓谓词逻辑和框框架等。规则则是指一种行行为的文本描描述，这种行行为对应于一一定的输入，可可以引用各种种形式的知识识库，并按照照对应的逻辑辑条件产生一一定的结果，如如特征造型、参参数计算、指指定种类的选选择或是违反反约束时产生生警告等。知识规则在工程程生命周期内内的任何时候候都可建立。规规则的形式具具有柔性，可可适用于多种种学科。因此此，规则可在在产品生命周周期的各阶段段使用。知识规则与其相相关的对象一一直保持相关关性。例如，当当应用知识规规则建立一个个几何体后，在在其存在过程程中，规则与与几何体一直直保持相关性性。设计者可可以利用这个个规则编辑这这个几

11、何体，也也可再生成一一个新的几何何体。如果没没有这种相关关性，再次使使用这个规则则就只能重新新生成另一个个几何体，而而第一个几何何体的信息与与这个规则完完全无关，这这样整个生命命周期就成为为了一个严格格串行的过程程，不可能实实现并行工程程。（3）知识的获获取具有知识识的繁衍机制制KBE系统具有有“自我生成”的知识繁衍衍机制。KBBE系统提供供了繁衍知识识的手段，拓拓宽了获取知知识的途径，允允许用户利用用KBE提供供的工具添加加自己的独特特知识，从而而对系统进行行扩展。KBBE系统将重重复的设计和和工程任务自自动化，缩短短了产品开发发时间，将设设计、分析、制制造集成起来来实现并行工工作。使用KK

12、BE建立模模型可以将几几何造型与分分析等结合起起来，实现多多学科优化，并并确切地进行行可行性评估估，应用标准准和实践经验验来提高产品品的质量，对对设计实践、过过程经验等知知识信息进行行数字化获取取和重用，从从而提高自动动化过程的效效率。近几年来，KBBE技术已经经从理论研究究转向实际应应用。各主要要的CAD厂厂商相继推出出了不同制造造业领域的KKBE解决方方案。比较知知名的有：UUGS公司的的模具工程向向导（Molld Wizzard）、齿齿轮工程向导导（Gearr Wizaard）、汽汽车设计向导导（Vichhicle Wizarrd）、Dasssult公司司的CATIIA知识工程程专家（KWWE）、PTTC的专家模模架系统（EEMX）等。1.3 UGG NX的知识识驱动自动化化（KDA）UG NX作为为一个产品开开发系统，致致力于提供整整个产品生命命周期的解决决方案。UGG NX提供了了知识驱动自自动化（Knnowleddge Drriven Autommationn，KDA）解解决方案，将将KBE系统统与CAX软件系统完完全集成。KKDA是一个个能够记录、重重复