數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造

1、數(shù)字化設(shè)汁叮制造試題及答案LQ全球化克爭時(shí)代.11后企業(yè)面臨嚴(yán)峻畏域;七時(shí)腳產(chǎn)鼻質(zhì)砧成本及務(wù)水手和環(huán)保工從市場需求到最終產(chǎn)品主要經(jīng)歷兩個(gè)過程：設(shè)，過程和宗造過#M工交”過杵包括分析和綜介兩個(gè)階段,4 .數(shù)字化沒H技術(shù)群包括：il卻機(jī)圖J"學(xué)環(huán)算機(jī)輔助設(shè)也“尊機(jī)輔助分析和能5 .由限兀方法是運(yùn)跖思廣泛的數(shù)字化仿亮技術(shù).6政忙加口!也寧化制選中技術(shù)最成熱最、運(yùn)用般廣泛的技術(shù).工實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的兩種方式：點(diǎn)對主交換I膨交怏,&計(jì)算機(jī)圖形半下程以對矢標(biāo)MJ后的處理.9 .笛拉爾坐標(biāo)系分為：右于坐標(biāo)系和4步坐標(biāo)系,10 .sHI,系的"換關(guān)系，建模醴標(biāo)齊置界坐標(biāo)系觀察強(qiáng)尿系康格

2、化坐標(biāo)系一設(shè)冬坐標(biāo)系.11 .夢數(shù)化造型的軟件系統(tǒng)分為：口師動(dòng)系統(tǒng)不變徜出”系統(tǒng),1Z仿真的對家:系統(tǒng)。13 .CAPP的類型：派生.窄、創(chuàng)戌型、神能坐、綜合型、交五里,14 .高速切削刀具的材料住金凰燈、立方顛化咻陽定刀Jk冰房刀具和秋亞合金2LU。15 .逆向二樣的泅種類型：實(shí)物逆訊軟件逆向、也像逆向力加倒支池。16一逆向工程填本步驟:分析、再設(shè)汁、制造.測腦數(shù)骷的處17.實(shí)物逆向匚程的關(guān)鍵技術(shù)主要有：逆M對隼的坐標(biāo)數(shù)美第;N件及橋型爪構(gòu)技術(shù)。6對二坐標(biāo)測量機(jī)散掂修匯方法：等不歸移沈、編）補(bǔ)償法,19.典型的快速原型制蔻1支沒缶：立體光圖化（SL）.燃沉樹成般FDM）、選擇件激光燒結(jié)（SL

3、$K楣U文體MiaLOM）、;維卬W3DP）。20JL1安向系統(tǒng)11號(hào)電尺J場拓?fù)浼s士，'弓忠匚程約束.變：自設(shè)“系疏不僅芍慮尺山及拓?fù)浼s束還考慮工程約束。21.FMS是指迫性制造系統(tǒng).二、，答題1CAD、CAE,CANI之間的關(guān)系？羯以“算機(jī)輔助改”和討算機(jī)輔助分析為惠礎(chǔ)的數(shù)字化沒”和以計(jì)算機(jī)軸助制選為基礎(chǔ)的數(shù)字化制土，是產(chǎn)品欲字化開發(fā)的核心技術(shù).數(shù)字化設(shè)計(jì)與制期的特點(diǎn)仃哪些？答：a.計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)足數(shù)字化設(shè)if。制選的感礎(chǔ)；b.計(jì)管機(jī)只士數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的通翌軸助工R：c.數(shù)字化設(shè)il與制造店有效地提高了產(chǎn)1&質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本；d數(shù)字化誑I與制埴技術(shù)只

4、涵就產(chǎn)1a生翁同期的見些環(huán)節(jié).2 .窗11。視II的變換關(guān)系?怎樣的？答：視II不變，窗II縮小或放大，視II顯示的圖形會(huì)相應(yīng)的放大或簾??；窗I不變，視II縮小或放大，視11中乳示的圖形公相應(yīng)地縮小或放大；視II的橫雙比不等于窗ri的橫縱比,視地If中溫示的圖形將有伸縮變化工視”和窗II大小相格坐標(biāo)原點(diǎn)也相同時(shí)，視II中，示的圖形不變.3 .二維用形的幾何變獨(dú)關(guān)系足怎樣的？S：其中S、b、d、e為圖形的稀放、旋轉(zhuǎn)、對稱和錯(cuò)切等變換的相關(guān)R.代、。為圖形的平移變拱,g、h為圖形的投影變換，為圖形的伸縮變換.4 .特征造型與傳統(tǒng)造型的乂別是什么？S.傳統(tǒng)造型著眼干完善產(chǎn)品的幾何描述能力。特怔造型則

5、著眼于如柯更好的表二產(chǎn)品的技.術(shù)及生產(chǎn)筲理信息，以把建立產(chǎn)品的/或信息模型St務(wù).設(shè)計(jì)人加的掾作對象不再足原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要案。5 一數(shù)字化仿典的礫木步既有哪些？答：問題描述與需求分析、設(shè)定研究R標(biāo)和計(jì)劃、建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。6 .快速原型制成技術(shù)的步和特點(diǎn)?谷3它的基本少驥是：潮過產(chǎn)油的正向和逆向測繪.在濘算機(jī)中建立產(chǎn)品的二維數(shù)字化模型。根電具體要求.格模型離散為一系列有序單元，根上：，心的輪廓輸入加工參數(shù)，生成數(shù)控代偶.選擇合二！材料及成花匚藝，利川“i史成型機(jī)，心材料按照指立的路，1唯枳并連接同來.將到產(chǎn)品的二維物理實(shí)體.特點(diǎn)足：是以數(shù)字化設(shè)計(jì)及制&技術(shù)為顯礎(chǔ)可以

6、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速制造高新技術(shù)集成的產(chǎn)物可以實(shí)現(xiàn)自由成形材料來海下富應(yīng)川澳城J泛=.三、名詞解秤計(jì)算機(jī)圖膨?qū)W8Gl足碉兄如何利川計(jì)算機(jī)生成、儲(chǔ)存、處理、顯示和胃理圖丹的一門科學(xué).2、特砧廣義的特征拒指在產(chǎn)品開發(fā)j1白小信息的我體，狹義的；拈指有一定拓?fù)潢P(guān)系的一組實(shí)修體素構(gòu)成的特定形體、3、參數(shù)化造嗯使用約束來定，和修改幾何推殖約束包括"CJ.約束、加撲約束和工程約束34、勿忘足通過對系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn),研究已經(jīng)“在成改計(jì)中的系統(tǒng)性能的方法及其技術(shù)，它是種基于模型的活動(dòng).5、比必紛":指有多中優(yōu)化方案,有一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，辿過數(shù)學(xué)段型段計(jì)，數(shù)學(xué)蟆型3要素包括段計(jì)變量.FI掂腑軟、約束條件

7、。6、計(jì)算機(jī)輔助L藝規(guī)劃&APPI足指利”川算機(jī)未制定等件加T工藝的方法和過程,通過向計(jì)算機(jī)輸入鼓加工浮件的幾何信息、工藝信息、加工條件以及加工要求崎，出計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸期慫過優(yōu)化的工藝珞踐和口節(jié)內(nèi)容等.7、成寄/卷一次67）上近十幾年發(fā)網(wǎng)出龍的一門統(tǒng)合性中產(chǎn)技術(shù).它以寫件之何的相似件為玨St研究如何椅生產(chǎn)活動(dòng)中和假的句題門類瞰組根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝的相似性符產(chǎn)1a眾多的1件分類形成為教養(yǎng)多的零件旅，再朝同一零件族中分酰的小生產(chǎn)員匯隼成較大的成城生產(chǎn)呈，了求甜對疏一的優(yōu)化解決方案T從而以接近于大批微生產(chǎn)的方式來生產(chǎn)蕓品種、中小批量的產(chǎn)品.提高生產(chǎn)的姓率-經(jīng)濟(jì)效前.8.能懣糜3附盤，上指由產(chǎn)砧數(shù)字

8、他模型直接張動(dòng)成£4德.以快逋制選任意姓朵形犒二維物即實(shí)俄的相關(guān)蒞術(shù)的總際.9、京雅次蹈率締；亂由兩臺(tái)以I:的數(shù)控機(jī)床組成井;星有自動(dòng)化物料處咫系短的制造系航.它造川于中小批下.較第品補(bǔ)？件的加工.R肓高菜性和高智能性10、評(píng)餐機(jī)集成制造泰嶙那一種組組.管理與運(yùn)行企業(yè)生產(chǎn)的哲理,它借助訃算機(jī)軟件及硬件，案介運(yùn)用現(xiàn)在管即技術(shù)、制虛技術(shù).疔總技卡.自動(dòng)化"術(shù)，系統(tǒng)工程技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)全過程中有關(guān)的人、組飆.技術(shù)、密營管理妾素與信息流.物流有機(jī)地集成并優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)取企業(yè)整年眥化，以達(dá)翎產(chǎn)品高質(zhì)、抵耗、1二畝快r圍蘇如，幫助企業(yè)碰得次場.1、i卜竟機(jī)集成制造條統(tǒng)分為的小管再轉(zhuǎn)件系統(tǒng)

9、產(chǎn)工數(shù)字化咫讓奈跣、制上過程白劭化系統(tǒng)、旗量國證東皖、物流靛統(tǒng)郢TL個(gè)功說了系加爻il一彈桶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、敷糊厚系統(tǒng)等兩個(gè)支撐了系統(tǒng)T12.#行工羯并行工司是對產(chǎn)砧即其相關(guān)過界避行集設(shè)地并行日寸的系統(tǒng)化工作桃式.第一章1.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造是現(xiàn)代產(chǎn)品研制的基本手段。1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的特征：（1）先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段；（2）先進(jìn)制造技術(shù)貫穿了制造全過程以至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期；（3）先進(jìn)制造技術(shù)注重技術(shù)與管理的結(jié)合；（4）先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。1.3 設(shè)計(jì)制造技術(shù)主要表現(xiàn)在全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化和綠色化等幾個(gè)方面。1.4 任何一種產(chǎn)品的研制過程從大的方面可以劃分

10、為設(shè)計(jì)與制造兩部分。1.5 可以將產(chǎn)品的制造過程的基本要素抽象為產(chǎn)品（product）、工藝過程（process）、制造資源（resource）,即PPR模型，實(shí)際的過程是三個(gè)要素相互耦合作用的結(jié)果。1.6 串行設(shè)計(jì)與并行設(shè)計(jì)：（1）串行設(shè)計(jì)的組織模式是遞階結(jié)構(gòu)，各個(gè)階段的活動(dòng)是按時(shí)間順序進(jìn)行的，一個(gè)階段的活動(dòng)完成后，下一個(gè)階段的活動(dòng)才開始，各個(gè)階段依次排列，都有自己的輸入和輸出。（2）并行設(shè)計(jì)的工作模式是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)就考慮后續(xù)階段的相關(guān)工作，包括加工工藝、裝配、檢驗(yàn)等，在并行設(shè)計(jì)中產(chǎn)品開發(fā)過程各個(gè)階段的工作是交叉進(jìn)行的。1.7 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造基本概念：（1）數(shù)字化是利用數(shù)字技術(shù)對傳統(tǒng)的技

11、術(shù)內(nèi)容和體系進(jìn)行改造的進(jìn)程。（2）數(shù)字化設(shè)計(jì)就是通過數(shù)字化的手段來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，旨在建立一套基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，支持產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)全過程的設(shè)計(jì)方法。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的內(nèi)涵是支持產(chǎn)品開發(fā)全過程、支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、支持產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理、支持產(chǎn)品開發(fā)流程的控制與優(yōu)化等，歸納起來就是產(chǎn)品建模是基礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是主體，數(shù)據(jù)管理是核心。（3）數(shù)字化制造是指對制造過程進(jìn)行數(shù)字化描述而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果，也使制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然。(4)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造本質(zhì)上是產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造信息的數(shù)字化，它將產(chǎn)

12、品的結(jié)構(gòu)特征、材料特征、制造特征和功能特征統(tǒng)一起來。1.10 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(productdatamanagement,PDM)是一種幫助工程技術(shù)人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具。PDM系統(tǒng)確保跟蹤設(shè)計(jì)、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護(hù)產(chǎn)品。1.11 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的特點(diǎn)：(1)過程延伸；(2)智能水平的提高；(3)集成水平的提高。1.12 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的性能要求：(1)穩(wěn)定性；(2)集成性(3)敏捷性；(4)制造工程信息的主動(dòng)共享能力；(5)數(shù)字仿真能力(6)支持異構(gòu)分布式環(huán)境的能力；(7)擴(kuò)展能力。第二章2.1 產(chǎn)品數(shù)字化模型是產(chǎn)品信息的載體，包含了產(chǎn)品功能信息、性能信息、

13、結(jié)構(gòu)信息、零件幾何信息、裝配信息、工藝和加工信息等。2.2 信息的表現(xiàn)形式主要以幾何信息和非幾何信息為主。2.3 設(shè)計(jì)過程的零件模型為主模型，其他模型均以主模型為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新模型的構(gòu)建。2.4 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的模型：(1)概念設(shè)計(jì)階段模型：主要從功能需求分析出發(fā)，初步提出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，此時(shí)并不涉及產(chǎn)品的精確形狀和幾何參數(shù)設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)模型包括產(chǎn)品的方案構(gòu)圖、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等。從數(shù)字化角度看，概念設(shè)計(jì)師在一定的設(shè)計(jì)規(guī)范下，以方案報(bào)告、草圖等形式完成設(shè)計(jì)的。(2)零件幾何模型：幾何模型是產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)的核心，是將概要設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化的關(guān)鍵內(nèi)容，是所有后續(xù)工作的基礎(chǔ)，也是最適合計(jì)算機(jī)表示的產(chǎn)品模型。幾

14、何模型用二維或者三維模型表示。幾何模型的非幾何信息以屬性表示，屬性信息的定義以文本說明。零件幾何模型是詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的信息模型，是其他各階段設(shè)計(jì)的信息載體，通常作為主模型。(3)產(chǎn)品仿真模型：一般不能直接在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的零件幾何模型上進(jìn)行。產(chǎn)品仿真模型表達(dá)了仿真分析階段的信息。(4)產(chǎn)品裝配模型：表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)關(guān)系、裝配的物料清單、裝配的約束關(guān)系、面向?qū)嶋H的裝配順序和路徑規(guī)劃等。裝配結(jié)構(gòu)樹，反映產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)；屬性信息表，用來表示產(chǎn)品的非幾何信息；裝配約束模型，包括裝配特征描述、裝配關(guān)系描述、裝配操作描述以及裝配約束參數(shù)；裝配規(guī)劃模型，用于裝配順序規(guī)劃和路徑規(guī)劃。2.5 產(chǎn)品制造階段的模

15、型：(1)工藝信息模型：為CAPP1供基本信息。根據(jù)零件加工要求和尺寸、粗糙度、公差、基準(zhǔn)、加工方法等信息，建立工藝信息模型。工藝設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)源來自于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的幾何模型和裝配模型。(2)工裝模型：是經(jīng)過不斷演化產(chǎn)生的中間狀態(tài)模型。工裝模型包含了兩大部分，工裝設(shè)計(jì)模型和產(chǎn)品過程模型。(3)數(shù)控加工模型：是指數(shù)控加工設(shè)計(jì)的模型和產(chǎn)生的相應(yīng)NC程序。2.7 幾何模型構(gòu)造的模型表達(dá)類型分為，線框模型、表面模型、實(shí)體模型。(1)線框模型：在計(jì)算機(jī)內(nèi)描述一個(gè)三維線框模型必須給出兩類信息：頂點(diǎn)表(存儲(chǔ)模型中各頂點(diǎn)的三維坐標(biāo))；邊表(存儲(chǔ)模型中的各棱邊，用指針指向個(gè)棱邊的頂點(diǎn))。它的缺點(diǎn)是：由于信息過于

16、簡單，沒有面信息，所以不能進(jìn)行消隱處理；模型在顯示時(shí)理解上存在二義性；不便于描述含有曲面的物體；無法應(yīng)用于工程分析和數(shù)控加工刀具軌跡的自動(dòng)計(jì)算。(2)表面模型：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以面-棱邊-點(diǎn)”三層信息表示。表面模型避免了線框模型的二義性，表示的是零件幾何形狀的外殼，不具備零件的實(shí)體特征，不能進(jìn)行物理特性計(jì)算，如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、體積等。(3)實(shí)體模型：一般是以體-面-環(huán)-棱邊-點(diǎn)"五層結(jié)構(gòu)信息表示模型。實(shí)體建模最常用的是邊界描述法(boundaryrepresentation,B-Rep)和構(gòu)造性實(shí)體幾何法(computedstructuregeometry,CSM)。實(shí)體建模方法在表示物體形狀和

17、幾何特性方面是完全有效的。2.8 特征建模(1)特征是產(chǎn)品各種信息的載體，包括幾何信息和非幾何信息。(2)特征分類：形狀特征；材料特征；精度特征；裝配特征。(3)特征造型的本質(zhì)還是實(shí)體造型，但是進(jìn)行了工程語義的抽象，即語義+形狀特征。(4)應(yīng)用最好和最為成熟的是形狀特征設(shè)計(jì)。(5)特征設(shè)計(jì)是在實(shí)體模型基礎(chǔ)上，根據(jù)特征分類，對一個(gè)特征定義，對操作特征進(jìn)行描述，指定特征的表示方法，并且利用實(shí)體造型具體實(shí)現(xiàn)。2.9 特征造型系統(tǒng)的基本要求：(1)所建立的產(chǎn)品零件模型應(yīng)包括下列5種數(shù)據(jù)類型：幾何數(shù)據(jù)；拓?fù)鋽?shù)據(jù)；形狀特征數(shù)據(jù)；精度數(shù)據(jù)；技術(shù)數(shù)據(jù)(2)特征造型方式必須靈活多變，應(yīng)當(dāng)允許設(shè)計(jì)這以任何形式，任

18、意級(jí)別和任意組合的方式定義特征，以滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的需要。(3)造型系統(tǒng)應(yīng)能方便地實(shí)現(xiàn)特征和零件模型的建立、修改、刪除、更新，應(yīng)能單獨(dú)定義和分別引用產(chǎn)品模型中的各個(gè)層次數(shù)據(jù)對行啊，并對其進(jìn)行關(guān)聯(lián)，相互作用，構(gòu)成新的特征與零件模型。(4)應(yīng)建立與應(yīng)用相關(guān)的映像模型，支持產(chǎn)品模型的應(yīng)用特征分解與釋義。2.10 參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)(1)參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是指設(shè)計(jì)對象的結(jié)構(gòu)形狀基本不變，而用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)與設(shè)計(jì)對象的控制尺寸有顯示對應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)，因此參數(shù)的求解較簡單。(2)參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：基于特征；全尺寸約束；尺寸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)修改；全數(shù)據(jù)相關(guān)。(3)參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化

19、設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)：二者都強(qiáng)調(diào)基于特征的設(shè)計(jì)、全數(shù)據(jù)相關(guān)，并可實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等。(4)參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)：參數(shù)化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是尺寸全約束，而變量化設(shè)計(jì)不嚴(yán)格要求尺寸全約束，可以是過約束，也可以是全約束。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法主要是利用尺寸約束，而變量化設(shè)計(jì)的約束種類比較廣，包括幾何、尺寸、工程約束，通過求解一組聯(lián)立方程組來確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。第三章3.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)：是以專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ)，與以信息技術(shù)為代表的高科技充分融合，形成面向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析運(yùn)算、虛擬仿真，在數(shù)字空間完成制造。數(shù)字化設(shè)計(jì)是利用數(shù)字化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的改造、延伸與發(fā)展。3.2 “1+3+綜合設(shè)計(jì)法：采用功

20、能優(yōu)化、動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能優(yōu)化和可視優(yōu)化及對某種產(chǎn)品有特殊要求的設(shè)計(jì)等幾種方法來完成設(shè)計(jì)工作。1-功能優(yōu)化；3-將動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能優(yōu)化和可視優(yōu)化結(jié)合在一起的設(shè)計(jì)方法；X-對某種產(chǎn)品有特殊要求的設(shè)計(jì)方法。3.3 可靠性設(shè)計(jì)(1)可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包括四個(gè)要素：研究對象；規(guī)定的條件；規(guī)定的時(shí)間；規(guī)定的功能。(2)可靠性設(shè)計(jì)常用指標(biāo)：可靠度累積失效概率(F(t)失效概率密度(f(t)失效率(入(t)第五章5.6 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(computeraidedprocessplanning,CAPP是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和編制工藝規(guī)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)在在工

21、藝規(guī)劃中的輔助作用主要體現(xiàn)在交互處理、數(shù)值計(jì)算、圖形處理、邏輯決策、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等方面。從內(nèi)容上來說,CAPP應(yīng)包括工藝規(guī)劃的全部內(nèi)容。5.7 CAPP的發(fā)展，可分為三個(gè)發(fā)展階段：(1)基于自動(dòng)化思想的修訂/創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)；(2)基于計(jì)算機(jī)輔助的實(shí)用化CAPP系統(tǒng)；(3)面向企業(yè)信息化的制造工藝信息系統(tǒng)。5.8 CAPP系統(tǒng)的三個(gè)基本組成部分：(1)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息輸入；(2)工藝決策；(3)產(chǎn)品工藝信息輸出。5.9 CAPP系統(tǒng)所采用的基本工藝決策方法有以下兩種：(1)修訂式方法(variantapproach)：修訂式方法也稱為派生式方法，其基本思路是將相似的零件歸并成零件族，設(shè)計(jì)時(shí)檢

22、索出相應(yīng)零件族的標(biāo)注工藝規(guī)程，并根據(jù)設(shè)計(jì)對象的具體特征加以修訂。(2)生成式方法(generativeapproach)：生成式方法也稱為創(chuàng)成式方法，其基本思路是將人們設(shè)計(jì)工藝過程時(shí)的推理和決策轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的決策邏輯、算法，在使用時(shí)由計(jì)算機(jī)程序采用內(nèi)部的決策邏輯和算法，依據(jù)制造資源信息，自動(dòng)生成零件的工藝規(guī)程。5.10 常用的決策方法有決策表和決策樹等。5.11 工藝決策專家系統(tǒng)(1)所謂專家系統(tǒng)，就是一種在特定領(lǐng)域內(nèi)具有專家水平的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，它將人類專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以知識(shí)庫的形式存入計(jì)算機(jī)，并模擬人類專家解決問題的推理方式和思維過程，運(yùn)用這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)實(shí)中的問題做出判斷和決策

23、。(2)專家系統(tǒng)的三個(gè)組成部分：零件信息輸入模塊、推理機(jī)和知識(shí)庫。其中，知識(shí)庫和推理機(jī)是專家系統(tǒng)的兩大主要組成部分，知識(shí)庫是專家系統(tǒng)的核心。(3)專家系統(tǒng)中使用的三種推理方法：正向演繹推理、反向演繹推理和正反向混合演繹推理6.14制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）在數(shù)字化生產(chǎn)管理中起到了承上啟下的作用。數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的層次模型包括：（1）計(jì)劃層：數(shù)字化生產(chǎn)管理中的計(jì)劃系統(tǒng)，以客戶訂單和市場需求為計(jì)劃源頭，充分利用企內(nèi)的各種資源，降低庫存，提高生產(chǎn)經(jīng)營的效益。從數(shù)字化生產(chǎn)管理的角度來看，MRPU/ERP屬于企業(yè)的計(jì)劃層。（2）執(zhí)行層：上層和底層的信息樞紐，強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的執(zhí)行和制造過程的控制，把上層的計(jì)劃層和

24、車間的生產(chǎn)現(xiàn)場控制有機(jī)地集成起來。（3）控制層：對生產(chǎn)設(shè)備的開啟、運(yùn)行和停止進(jìn)行控制等，完成計(jì)劃指令和制造指令執(zhí)行的控制。7.8典型的柔性制造系統(tǒng)（FMS）由三大部分組成：加工系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)是FMS的核心。8.1 PDM的主要功能：（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理；（2）圖文檔管理；（3）工作流程管理；（4）動(dòng)態(tài)權(quán)限設(shè)置；（5）工程變更管理；（6）項(xiàng)目管理；（7）外部集成器。8.2 基于PDM系統(tǒng)的CAx系統(tǒng)集成可分為三個(gè)層次：封裝、接口和集成。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的定義和內(nèi)涵、意義？它的流程是？定義-通俗地說：數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以

25、這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢，其內(nèi)涵包括三個(gè)層面：以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)。其數(shù)字化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵是支持企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)全過程、支持企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、支持產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理、支持企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程的控制與優(yōu)化等，歸納起來就是產(chǎn)品建模是基礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是主體，數(shù)控技術(shù)是工具，數(shù)

26、據(jù)管理是核心。訂單確認(rèn)-概念設(shè)計(jì)/總體設(shè)計(jì)-零件設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、關(guān)鍵件設(shè)計(jì)-二維工程圖-工藝編制、工裝設(shè)計(jì)-工藝匯總與生產(chǎn)準(zhǔn)備-采購清單和生產(chǎn)加工-產(chǎn)品裝配-安裝維護(hù)3 .曲面造型和實(shí)體造型的原理和特點(diǎn)？常見的曲面造型的形式有哪些？參數(shù)化設(shè)計(jì)的定義和類型？曲面造型的原理曲面造型是在線框模型基礎(chǔ)上定義實(shí)體的各個(gè)表面或曲面以建立實(shí)物模型的方法。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部由三個(gè)表描述實(shí)體：a）點(diǎn)的幾何信息表b）線與點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系信息表（即線由哪幾點(diǎn)構(gòu)成的）c）面與線的拓?fù)潢P(guān)系信息表（即面由哪些線構(gòu)成的）。其中a,b為線框造型中的信息。曲面造型有以下特點(diǎn)：1）在描述三維實(shí)體信息方面比線框造型較完整、嚴(yán)密，能夠構(gòu)造出復(fù)

27、雜的曲面。如汽車車身、飛機(jī)表面、模具外型等。2）可以對實(shí)體表面進(jìn)行消隱、著色顯示，也能夠計(jì)算表面積。3）可以利用造型中的基本數(shù)據(jù)，進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，以便進(jìn)行有限元分析，或利用有限元網(wǎng)格劃分的數(shù)據(jù)進(jìn)行表面造型。4）可以利用表面造型生成的實(shí)體數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)控加工刀具軌跡。實(shí)體造型的原理實(shí)體造型是利用實(shí)體生成方法（體素法及掃描法）產(chǎn)生實(shí)體的初始模型，然后通過幾何體的邏輯運(yùn)算（布爾運(yùn)算）最終形成復(fù)雜實(shí)體模型的一種造型技術(shù)。它主要包括兩個(gè)部分：一是基本實(shí)體生成的方法；二是基本體之間的邏輯運(yùn)算。實(shí)體造型是在曲面造型的基礎(chǔ)上，加入了曲面的哪一側(cè)存在實(shí)體的信息，較為完整地表達(dá)了實(shí)體的信息。如何表達(dá)此種信息方法較

28、多。常用方法是：用有向棱邊的右手法則確定所在面外法線的方法，其內(nèi)部為實(shí)體，外法線所指為空。這種方法構(gòu)成的信息與曲面造型不同之處有二：一是面的信息由有向線來構(gòu)成；二是加入了表面的外法線矢量信息。常見曲面造型的形式(1)平面：由三點(diǎn)(或數(shù)條共面的邊界曲線)定義的面。(2)用初等函數(shù)描述幾何形狀的面：如球面、圓錐面等。參數(shù)化設(shè)計(jì)是RevitBuilding的一個(gè)重要思想，它分為兩個(gè)部分：參數(shù)化圖元和參數(shù)化修改引擎。RevitBuilding中的圖元都是以構(gòu)件的形式出現(xiàn)，這些構(gòu)件之間的不同，是通過參數(shù)的調(diào)整反映出來的，參數(shù)保存了圖元作為數(shù)字化建筑構(gòu)件的所有信息。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就是將模型中的定量信息變量

29、化，使之成為任意調(diào)整的參數(shù)。對于變量化參數(shù)賦予不同數(shù)值，就可得到不同大小和形狀的零件模型。4 .逆向工程的內(nèi)涵及工作流程？逆向工程(又稱逆向技術(shù))，是一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)再現(xiàn)過程，即對一項(xiàng)目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究，從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計(jì)要素，以制作出功能相近，但又不完全一樣的產(chǎn)品。逆向工程源于商業(yè)及軍事領(lǐng)域中的硬件分析。其主要目的是在不能輕易獲得必要的生產(chǎn)信息的情況下，直接從成品分析，推導(dǎo)出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理。逆向工程可能會(huì)被誤認(rèn)為是對知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重侵害，但是在實(shí)際應(yīng)用上，反而可能會(huì)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有者。例如在集成電路領(lǐng)域，如果懷疑某公司侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以用

30、逆向工程技術(shù)來尋找證據(jù)。軟件逆向工程有多種實(shí)現(xiàn)方法，主要有三：1 .分析通過信息交換所得的觀察。最常用于協(xié)議逆向工程，涉及使用總線分析器和數(shù)據(jù)包嗅探器。在接入計(jì)算機(jī)總線或網(wǎng)絡(luò)的連接，并成功截取通信數(shù)據(jù)后，可以對總線或網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行分析，以制造出擁有相同行為的通信實(shí)現(xiàn)。此法特別適用于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的逆向工程。有時(shí)，由硬件制造商特意所做的工具，如JTAG口或各種調(diào)試工具，也有助于嵌入式系統(tǒng)的逆向工程。對于微軟的Windows系統(tǒng),受歡迎的底層調(diào)試器有SoftICE2 .反匯編，即使用反匯編器，把程序的原始機(jī)器碼，翻譯成較便于閱讀理解的匯編代碼。這適用于任何的計(jì)算機(jī)程序，對不熟悉機(jī)器碼的人特別有用。流行

31、的相關(guān)工具有OllyDebug和IDA。3 .反編譯，即使用反編譯器，嘗試從程序的機(jī)器碼或字節(jié)碼，重現(xiàn)高級(jí)語言形式的源代碼。解釋說明什么是優(yōu)化設(shè)計(jì)？其數(shù)學(xué)模型的組成以及各部分的作用？描述下優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟？優(yōu)化設(shè)計(jì)是從多種方案中選擇最佳方案的設(shè)計(jì)方法。它以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)所追求的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在滿足給定的各種約束條件下，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。數(shù)學(xué)模型一般均由設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成，稱其為三要素。步驟建立數(shù)學(xué)模型。選擇最優(yōu)化算法。程序設(shè)計(jì)。制定目標(biāo)要求。計(jì)算機(jī)自動(dòng)篩選最優(yōu)設(shè)計(jì)方案等。通常采用的最優(yōu)化算法是逐步逼近法，有線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃。優(yōu)化設(shè)

32、計(jì)就是在滿足設(shè)計(jì)要求的眾多設(shè)計(jì)方案中選出最佳設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方法。一、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的特點(diǎn)和性能要求(10分)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造具有以下特點(diǎn)：(1)過程的延伸：不僅是產(chǎn)品零件、部件的設(shè)計(jì)和加工制造過程，而且包含工裝設(shè)計(jì)制造、檢測、服務(wù)等。(2)智能水平的提高：人工智能技術(shù)在數(shù)字化制造系統(tǒng)諸多方面的應(yīng)用，包括零件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、過程控制等，使系統(tǒng)的智能水平提高并更為有效.(3)集成水平的提高：涵蓋零件全生命周期，實(shí)現(xiàn)生命周期各個(gè)階段的橫向集成和企業(yè)各個(gè)層次的縱向集成，在信息集成的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)功能和過程集成(實(shí)現(xiàn)在正確的時(shí)間將正確的信息傳遞到正確的人).對數(shù)字化設(shè)計(jì)制造來說，其主要性能及能力要求

33、包括以下幾方面：1 .穩(wěn)定性稼定性是指在正常情況下。系統(tǒng)保持其穩(wěn)定狀態(tài)的能力2 .集成性集成性指系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，能協(xié)同工作。3 .敏捷性敏捷性指系統(tǒng)對環(huán)境或翰入條件變化及不確定性的適應(yīng)能力，對內(nèi)外各種變化能快速響應(yīng)、快速重組的能力。4 .制造工程信息的主動(dòng)共享能力數(shù)字化設(shè)計(jì)制造中零件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和工裝設(shè)計(jì)等過程的集成和并行協(xié)同要求信息能同步傳遞，這種信息共享方式稱為信息主動(dòng)共享”它實(shí)際上反映了系統(tǒng)以數(shù)字方式處理內(nèi)部子系統(tǒng)之間或與系統(tǒng)外部的信息傳遞、交流和共享的能力。二、什么是參數(shù)化設(shè)計(jì)？請說明參數(shù)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的意義。(10分)參數(shù)化設(shè)計(jì)是將工程本身編寫為函數(shù)與過程，通過修改初始條件并經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到工程結(jié)果的設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就是將模型中的定量信息變量化，使之成為任意調(diào)整的參數(shù)。對于變量化參數(shù)賦予不同數(shù)值，就可得到不同大小和形狀的零件模型。在參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，參數(shù)分為兩類：其一為各種尺寸值，稱為可變參數(shù)；其二為幾何元素間的各種連續(xù)幾何信息，稱為不變參數(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下，系統(tǒng)能夠自動(dòng)維護(hù)所有的不變參數(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以大大提高模型的生成和修改的速度。三、CA