王晓晓
身份证号码：452323198202203731
摘要：产品向导是一种引导产品快速设计的系统工具，其需把设计理论、设计方法、设计技术进行有机结合，建立一种专门指导产品设计的程序，能够加快产品设计的速度，提高产品设计的质量，在提高市场竞争力中发挥着关键的作用。现如今，CAD软件存在多方面的缺陷，机械产品设计向导在开发的过程中容易遇到各种困难，例如设计人员缺乏对设计知识进行维护的能力，设计过程中难以建立模型，资源缺乏但是又缺乏重复运用的能力。，本文构建了一种产品快速设计向导的系统，首先对该设计向导快速开发系统的基本构造进行分析，其可对设计知识进行清晰的定义，有利于对设计知识进行维护；同时还能够实现可视化建模，解决设计人员产品设计建模的难题。最后提出该系统的操作方法，并且通过案例进行分析。
关键词：机械产品；设计向导；快速构建方法
产品向导是一种引导产品快速设计的系统工具，需把设计理论、设计方法、设计技术进行有机结合，建立一种专门指导产品设计的程序，能够加快产品设计的速度，提高产品设计的质量，在提高市场竞争力中发挥着关键的作用。现如今，CAD软件是主要的产品设计向导工具，其具体框架如图1所示。该方式存在多方面的缺陷，首先，CAD软件不能够为设计人员的知识管理提供便利，其内部代码将设计知识进行固定化，难以对设计知识进行清晰的定义，不利于设计知识的维护。其次，CAD软件并不能够为设计人员提供专业的建模工具，因此不利于设计产品的建模。该软件需利用代码编写完成建模，操作困难，浪费时间。其三，产品设计向导系统并非共用性质，因此不同系统其数据和设计知识不能够共同利用。为了解决上述问题，本文构建了一种产品快速设计向导的系统，首先对该设计向导快速开发系统的基本构造进行分析，其可对设计知识进行清晰的定义，有利于对设计知识进行维护；同时还能够实现可视化建模，解决设计人员产品设计建模的难题。最后提出该系统的操作方法，并且通过案例进行分析。
图1
1.产品设计向导平台系统的基本构造
所建立的产品设计向导平台系统称之为PLM系统，可对设计知识进行定义和管理，含有数据管理和过程管理的功能模块，其系统框架如图2所示。其中含有四个功能模块，分别为产品设计知识库、知识定义构件、执行构件、应用程序接口。其中知识库包含了所有产品设计的参考知识，可让设计人员在设计的过程中随时查询和利用。定义构件包括四个子构件：知识库管理、产品设计特征管理、过程定义、界面设计。知识库管理功能可协助设计人员对设计知识进行管理和维护。产品特征管理功能主要负责元素定义和维护。过程定义则为设计人员提供可视化建模的功能。界面设计功能主要负责开发设计向导的界面，为设计人员提供人机交互的平台，有利于提高设计工作的效率。执行构件主要负责驱动设计向导执行，让设计人员按照执行向导的指示完成设计的工作。应用程序接口主要作用在于连接CAD系统和Office等应用程序，可以随时驱动不同的程序辅助完成设计。
该系统的主要特点表现在四个方面：
其一，可灵活对设计知识进行清晰的定义，为设计知识的管理提供便利；其二，可对资源进行反复利用，机械产品知识的通用部分可通过该系统实现资源共享。还包括设计向导的程序共享。其三，可对设计产品模型进行灵活操作，工作环境更加自由，有利于快速建立产品模型。其四，工具软件丰富，但是又各自独立，可以根据需求灵活使用不同的应用程序。
2. 产品设计向导平台系统的设计步骤
其一，创建设计知识库。明确所需的参考知识库，然后进行创建，包括材料库、设计特征库等。其二，定义产品设计特征与知识维护之间的关系。对产品设计元素进行阐述，明确所有设计元素及其之间的关系。知识约束是指设计元素之间通过函数、规则、几何图形等数理化规律所形成的关系。产品设计向导平台比传统的CAD软件设计平台更具优势，其一，为设计人员提供设计知识库，有利于对设计知识进行维护和管理，一旦设计知识有所更新，则可通过知识库进行维护即可，不需要修改向导程序，避免对设计成品进行翻修，浪费了大量的时间和人力。同时，还能够实现设计知识和设计数据共享。其二，可为设计人员提供可视化建模的设计平台，有利于加快产品模型的构建，提高设计的工作效率。其三，产品设计向导平台涵括多种类型的应用程序，可让设计人员根据自身的需求选择合适的程序进行设计，明显提高平台的实用性。
3.案例分析
案例：深沟球轴承的设计向导。
首先对深沟球轴承的设计元素和数据进行分析，建立特征图，其次在知识库的基础上创建所需要的设计标准、设计元素等知识库，然后对设计元素之间的约束关系进行定义，最后进行产品设计的建模。
综上所述，产品设计建模活动构成要件包括产品参数、产品特征，对设计元素的序列进行明确，并且对设计向导步骤进行合理的划分，同时还利用元素间的约束关系进行控制，因此传统设计步骤并不适合在该新方法中使用，需通过新方法解决传统设计向导的问题，从而提高设计的效率。
参考文献：
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[5]胡浩.基于三维CAD的产品快速设计系统的研究与应用[D].重庆大学，2010.
论文作者:王晓晓
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/27
标签：产品设计论文; 向导论文; 知识论文; 设计人员论文; 建模论文; 系统论文; 知识库论文; 《防护工程》2018年第10期论文;