并行工程作為一種有效的過程集成模型拌喳，已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一淮韭。并行工程是在信息集成的基礎(chǔ)上裁僧，實(shí)現(xiàn)過程的重構(gòu)、集成和優(yōu)化。并行工程的實(shí)施意味著變傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品設(shè)計(jì)卿才、開發(fā)過程為并行模式蝉丧。

　　并行工程思想的提出，為CAD/CAM一體化研究提供了新的思路本博，使CAD/CAM向智能化就留、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)是一種串行的工作方式何大，它主要是使用CAD進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)拭奖，并把CAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAM可以接受的格式，使用CAM進(jìn)行后續(xù)的工作摇蝗，從而實(shí)現(xiàn)CAD萧状、CAM間產(chǎn)品信息的共享。在并行工程環(huán)境下裆蛆，CAD/CAM集成系統(tǒng)將利用并行工程的原理捣兄，在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品生命周期其它階段的問題，以優(yōu)化產(chǎn)品的開發(fā)過程啼术。因此稍浆，并行CAD/CAM集成系統(tǒng)中，一方面將更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品信息的集成摇天、共享粹湃、互換;另一方面，還要求過程的集成泉坐，并強(qiáng)調(diào)人的作用。在并行CAD/CAM系統(tǒng)中裳仆，工程技術(shù)人員將是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下腕让，在統(tǒng)一的產(chǎn)品模型上，異地歧斟、協(xié)同地進(jìn)行設(shè)計(jì)纯丸、工程分析和對設(shè)計(jì)進(jìn)行可制造性，可裝配性等的評價(jià)静袖，并進(jìn)行工藝規(guī)劃觉鼻、數(shù)控編程等工作。

　　在并行工程環(huán)境下队橙，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM集成的一個(gè)關(guān)鍵和核心就是產(chǎn)品建模坠陈，即并行CAD/CAM集成需要一個(gè)包含產(chǎn)品全生命周期各階段信息的產(chǎn)品模型』丛基于特征的產(chǎn)品模型是基于幾何的產(chǎn)品模型的一個(gè)里程碑式的發(fā)展蘸错，因?yàn)檫@種模型著眼于更好地表達(dá)產(chǎn)品的完整的技術(shù)和生產(chǎn)管理信息;它使產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作在更高的層次上進(jìn)行。通過特征定義，可以避免計(jì)算機(jī)內(nèi)部實(shí)體模型數(shù)據(jù)與外部特征數(shù)據(jù)的不一致和冗余冬溯，所以被認(rèn)為是解決CAD/CAM集成的最為有效的途徑缰伶，并為許多商品化的CAD/CAM系統(tǒng)所采用，如Pro/E录教，I-Deas壮煎，UG等。在一些商品化基于特征的系統(tǒng)中字瘫，大多是以特征的參數(shù)化触迄、變量化設(shè)計(jì)為中心，所提供的產(chǎn)品模型只反映了產(chǎn)品生命周期某一階段活動的信息斩角，致使產(chǎn)品信息不完全夷呐，不能滿足并行CAD/CAM集成系統(tǒng)對產(chǎn)品信息的需求。

　　本文主要討論使用特征技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品建模的有關(guān)問題伶丐，包括特征的描述悼做、用特征進(jìn)行產(chǎn)品建模的系統(tǒng)框架等，以探討實(shí)現(xiàn)并行工程下CAD/CAM的有效集成的方法哗魂。

　　2特征的概念及表達(dá)層次

　　自特征的概念產(chǎn)生以來肛走，特征技術(shù)使CAD技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的里程碑。許多研究機(jī)構(gòu)和專家录别、學(xué)者對特征技術(shù)進(jìn)行了研究朽色，分別從不同的角度對特征進(jìn)行了定義和分類。如Pratt&Wilson注重特征的形狀描述组题，認(rèn)為:特征是一個(gè)零件的表面上有意義的區(qū)域葫男，共分為通道特征、凹陷特征崔列、凸特征梢褐、過渡特征、區(qū)域特征和變形特征等六類赵讯。Shah從特征所描述的信息進(jìn)行定義:特征是與產(chǎn)品描述相關(guān)的信息集盈咳，這種描述主要用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造或測量边翼，甚至包括管理等方面淳某，據(jù)此他把特征分為形狀特征、材料特征徽七、精度特征和技術(shù)特征馍上。還有一些學(xué)者結(jié)合特定的應(yīng)用領(lǐng)域和幾何描述進(jìn)行定義，如Erve認(rèn)為特征是一個(gè)工件上與眾不同的或特有的部分敞灸，定義一個(gè)幾何外形,用于特定的加工工藝或可被用于裝夾或測量等目的漾肩。

　　這些定義從不同角度和層次對特征進(jìn)行了描述贫介。總的說來掘鱼，在產(chǎn)品并行開發(fā)過程中翠蓄，對于特定的產(chǎn)品類型，特征是在產(chǎn)品生命周期各階段活動中鸣拦，從一定抽象層次上描述產(chǎn)品的信息集或知識抢纹。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品建模時(shí)使用設(shè)計(jì)特征表達(dá)設(shè)計(jì)意圖葱妒，從功能角度描述零件的構(gòu)造谚剿。這里的設(shè)計(jì)特征一方面要反映產(chǎn)品的功能需求;另一方面這種功能的實(shí)現(xiàn)則反映在產(chǎn)品幾何模型中的一個(gè)相關(guān)的形狀特征上。在機(jī)械加工領(lǐng)域连锯，使用制造特征來描述從零件毛坯去除的部分归苍，其特征集主要包括孔、槽运怖、凹陷等拼弃。

　　從上面的例子可以看出，特征是使用形狀特征和與這一形狀相關(guān)的依賴于應(yīng)用領(lǐng)域的工程語義來描述產(chǎn)品模型的摇展，如圖2所示吻氧，它用一定的層次來表征維數(shù)、幾何/拓?fù)浔磉_(dá)和語義的關(guān)系咏连。在特征描述的應(yīng)用層盯孙，包含了應(yīng)用特征的詳細(xì)描述和形狀特征，應(yīng)用特征是指面向應(yīng)用領(lǐng)域的工程語義祟滴，在形狀特征定義層振惰，包含了形狀特征的一般屬性，如形狀的類型垄懂、主要參數(shù)等报账。在形狀特征描述層，使用隱性描述和顯性描述兩種方法對特征進(jìn)行描述庵恨，隱性描述是指描述形狀特征細(xì)節(jié)，如:形狀參數(shù)修扁、定位參數(shù)诀烫、方位和生成方式等，它可以轉(zhuǎn)換為顯性描述峡逆。顯性描述是指構(gòu)成形狀特征的幾何元素和拓?fù)潢P(guān)系勃拢，一般用特征面屬性鄰接圖來表達(dá)。第四層是幾何描述層念弧，它對特征的描述提供幾何定義后涛。

　　特征將從上面的四個(gè)層次描述產(chǎn)品信息武也，最終基于特征描述的零件，可用一棵特征構(gòu)造樹來表達(dá):其根結(jié)點(diǎn)代表零件;第二層表示構(gòu)成零件的主特征;以下各層表示依賴于上一層的輔助特征口愁。

　　3特征的多視域變換和處理

　　面向特定的應(yīng)用領(lǐng)域耿逐，特征就是描述該領(lǐng)域知識的載體。在并行產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下鸿挠，進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的過程就是來自不同領(lǐng)域的專家協(xié)同工作的過程醇舶。這些來自不同領(lǐng)域的專家將使用自己領(lǐng)域的知識參與產(chǎn)品的開發(fā)，也就是說在基于特征建模的系統(tǒng)中宋梧，他們將使用面向自己的應(yīng)用領(lǐng)域的特征集進(jìn)行特征建模匣沼。這反映了特征的多視域性。

　　在設(shè)計(jì)時(shí)捂龄，設(shè)計(jì)人員使用基于特征設(shè)計(jì)的方法建立產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特征表示释涛，這一過程一般是通過掃描一個(gè)二維草圖輪廓或?qū)嵗粋€(gè)預(yù)定義的形狀特征來建立特征模型，并用一棵記錄造型歷史的特征樹來記錄和維護(hù)特征間的父子關(guān)系倦沧。而制造人員更關(guān)心的是從毛坯上切除的區(qū)域唇撬，即加工特征。在一個(gè)集成環(huán)境下刀脏，加工特征不應(yīng)該是通過人工交互輸入的局荚，而應(yīng)該是從產(chǎn)品模型中提取出來，包括從特征模型映射過來或從實(shí)體模型中識別出來愈污。

　　Shah把特征變換分為4類:直接變換耀态、投影變換、鄰接變換和共軛變換暂雹。對于設(shè)計(jì)特征和加工特征間的變換首装，直接變換和共軛變換是有意義的

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