全三維數位化知識庫系統和知識庫的應用方法

2023-10-08 13:33:29 1

專利名稱：全三維數位化知識庫系統和知識庫的應用方法
技術領域：
本發明涉及製造行業產品/工藝/工裝數位化設計以及數位化製造全過程知識庫構建與知識驅動方法，具體涉及全三維數位化知識庫系統和知識庫的應用方法。
背景技術：
製造企業大量的擁有自主智慧財產權的產品/工藝/工裝設計與製造的標準、規範、 經驗知識散落在企業各個計算機、個人，以及各種文檔、圖紙、模型中，不方便為後人共享、 借鑑。企業迫切需要建立完整的知識工程體系，實現專家知識經驗的不斷積累、復用、共享， 以減少產品/工藝/工裝設計與製造低水平重複。世界已經邁進了信息化時代。2005年，波音、洛克希德、空客實現產品樣機數位化一電子樣機，並建立MBD全三維數位化信息平臺，成功縮短產品研製周期30%—50%，降低研製成本50%，從而進一步拉大與我國的距離。中國如何進入信息化時代？工信部十一五相關文件指出沒有軟(件)優勢的硬 (件)優勢，在資訊時代也只是一堆廢銅爛鐵，「兩化融合」(工業化、信息化)不僅要發展硬 (件)優勢，更要發展軟(件)優勢。在MBD全三維數位化基礎上，建立完整的知識工程體系，實現自主創新知識與經驗的積累、重用，提高企業技術創新能力，大力發展和應用我國具有自主智慧財產權、自主創新的知識工程軟體，是推進兩化融合，進入信息化數位化時代的重要標誌之一，對我國製造業的現代化有著非常重要的戰略意義。由於我國製造業基礎薄弱，企業新產品創新開發能力普遍較弱，大部分新產品研製仍然沿用二維電子圖板設計出圖、製造實物樣機、裝配、定型、批量生產的產品研製模式， 新產品開發周期長。由於缺乏相應的技術手段，在設計過程中不能很好地考慮可製造性，很多技術協調問題都堆積到加工、裝配階段，往往使設計出的產品存在不可加工、不可裝配、 不能完全滿足設計人員需求等缺陷。
國外先進的製造企業在新產品研究開發中，非常重視資源、經驗和知識的重用和挖掘， 對於相應的基礎資源資料庫，尤其是三維模型資源庫的建設與應用已經非常成熟。幾乎所有製造企業為了縮短新產品研製周期，滿足製造資源管理的需要或者為了實施ERP系統的需要，都建立了相應的企業產品三維模型庫。通過對產品三維模型資料庫規範化的研究形成一套真正適合製造企業的，支持並行工程的數位化產品設計、數位化製造基礎平臺。這些基礎建設是縮短產品研發周期必不可少的手段，也是改變傳統產品開發模式的法寶。目前國外主流CAD系統的知識庫構建與知識驅動應用不靈活。首先各CAD軟體實施KBE都是在各自的CAD軟體上進行的，由於CAD軟體之間數據交換存在瓶頸，所以知識在各CAD平臺間的流通存在阻礙；國外CAD系統的知識庫通過參數驅動來間接地影響最終模型，知識驅動的能力受到參數驅動的能力限制；尤其是具有嚮導式設計過程的知識驅動需要通過編程才能將產品/工藝/工裝設計流程、設計規範、計算公式、經驗值等固化在系統中，這種通過編程方式實現的嚮導式設計存在程序一般是不開放的，有的系統雖然程序是開放的，但企業想擴充和修改這些程序化的設計流程和知識規範時，必須是具有軟體開發知識或能夠讀懂這些程序的人才能擴充和修改的缺陷，因此使用和推廣受到局限。中國有少數單位逐步吸收國外的設計模式，先後申請專利，現檢索到兩件專利申請，其中由「重慶傑信模具有限公司」申請的「基於KBE及TOB技術的鍛模設計與製造系統，，，專利號為「200610054230. 1 」，該申請已於2009年01月07日授權，此專利僅限於鍛模設計與製造，所編的軟體存在使用面較窄的缺陷。另專利申請為「天津理工大學」，專利號為「200510015996. 4」，該申請已被視為撤回，專利申請涉及「螺杆泵的集成化設計方法」， 也存在使用面較窄的缺陷。與傳統的知識工程技術相比，本系統的知識庫構建與知識驅動方法更適應全三維數位化現代設計的發展需要，其獨特技術優勢有
嚮導式知識編輯系統以開放式的、免編程、可視化流程圖方式實現嚮導式知識編輯和嚮導式設計，該功能為國內國際首創。目前國內、國際現行使用的知識編輯方式都是程序化的，需要軟體專業人員通過編寫程序才能將產品、工藝、工裝的設計流程、設計規範、計算公式、經驗值等固化在系統中，以此來實現嚮導式設計。這種通過編程方式實現的嚮導式設計，程序一般是不開放的， 有的系統雖然程序是開放的，但企業工程技術人員一般不具備軟體編程能力，他們想擴充和修改這些程序化的設計流程和知識規範時，必須能夠讀懂這些程序才能擴充和修改，為企業擴大應用帶來很大的不便。本知識編輯器是面向企業技術人員的。設計人員不需要懂得程式語言，僅需要掌握免編程、可視化流程圖的知識編輯方法，即可自行進行嚮導式知識編輯，並實現嚮導式設計。在某航空設計研究院進行KBE知識工程實施時，經過我們一周的培訓，一些對三維CAD 平臺操作都不太熟練的工裝設計員，即能掌握易博嚮導式知識編輯方法，可以進行工裝設計嚮導式知識編輯，並實現嚮導式設計。依據MBD的標準建模，把幾何信息和非幾何信息融入到模型中。幾何信息主要指產品幾何形狀信息，即數據集中的產品三維模型；非幾何信息主要包括尺寸和公差的標註、 表面粗糙度、材質、規格與標準等內容。(注在機械製造業中，MBD標準為以三維數位化模型為載體，構建了包含產品幾何和非幾何信息的MBD產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元。)
這種方便、快捷的知識編輯工具系統，可以由企業自己的設計人員將多年設計實踐中積累的經驗、知識，技術通過易博的KBE知識工程系統組建起來，實現模型重用、設計經驗和知識重用，同時具有企業核心技術、設計經驗和知識不外洩的優點。全三維數位化知識庫系統的其他獨特優勢
(1)、知識文件與模型可獨立存在；知識推理設計，
(2)、可將零件參數作為條件進行推理設計；
(3)、零件數據可通過「數據採集」功能獲得；
(4)、數據採集採集系統儲存的多種實體模型數據，通過點選採集自動零件或設計半成品模型中獲得推理設計入口參數，以減少人工在二維圖紙上採集數據的工作量；
(5)、嚮導式設計，可將複雜產品/工裝進行化整為零推理設計，可將多個組件知識進行子流程串聯設計；可通過知識直接對組件或典型結構裡的標準件進行替換操作；(6)、知識調試功能，編寫完知識後，可先對知識規則進行調試，即通過獨立運行知識文件，輸入相關參數，是否能夠進行正常推理，是否能夠推出合理結果，之後，再結合模型進行推理設計，可提高設計效率，減少出錯率；
(7)、可編輯性，設計人員可以隨時對知識進行編輯修改；知識文件裡對參數進行了詳細描述說明，並配有圖片，為後期修改維護提供了方便；
(8)、在知識文件裡可對參數添加或推理公差；可對知識文件進行歸類管理；
(9)、利用KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息，實現參數編輯可視化；
(10)、子流程功能使知識流程的結構簡化，使知識流程更加清晰，在知識段落明確的流程，如分段知識庫中，可以將每一個知識段落寫入一個子流程中，以使整個知識流程或主流程清晰，幹練，一目了然，在知識庫建立的過程中的，可以將一些通用性強的、結構複雜的知識段落單獨建立成為知識，在需要使用這些知識段落時，可以使用本軟體中的「插入知識庫文件」功能將以編輯好的知識段落插入新的完整的知識流程中，以達到知識重用的目的，知識庫子流程的功能是對模塊進行封裝，便於統一管理。

發明內容
本發明的目的是提供一種嚮導式知識編輯系統以開放式的、免編程、可視化流程圖方式實現嚮導式知識編輯和嚮導式設計的全三維數位化知識庫系統。本發明的另一目的是提供全三維數位化知識庫的應用方法。為了克服現有技術的不足，本發明的技術方案是這樣解決的一種全三維數位化知識庫系統，該全三維數位化知識庫系統包括流程控制模塊、設計人員自定義模塊、交互控制模塊、公式編輯模塊、搜索控制模塊、計算控制模塊、特徵模塊、知識庫小功能模塊，本發明的特殊之外在於
1)、所述流程控制模塊由開始模塊、簡單結束模塊、最終結束模塊、參數定義模塊、單向規則模塊、循環規則模塊、子流程模塊、拆分模塊、合併模塊組成，其中
φ、所述開始模塊為引導整個流程開始執行，一個知識流程中只允許存在一個開始模
塊，在建立知識庫時，開始模塊就已經被預設至可視化流程編輯區的最頂層；所述簡單結束模塊是引導整個流程的終止，用在知識結束時使用，一個線程只允許
有一個結束模塊；
③、所述完整結束模塊為終止整個流程，但當流程中最後一步需要返回平臺進行參數
驅動或下載組件時，應使用輸出結果參數定義模塊終止整個流程；
@、所述參數定義模塊是用來定義知識流程所需要的設計參數，範圍是將涉及的幾何
尺寸(或幾何參數)、幾何尺寸(或幾何參數)之間的約束關係、特殊含義的參數定義為設計參數。在參數定義過程中，需要定義的設計參數的內容包括參數名稱、參數描述、參數類型、 是否是入口參數為必填項目，在參數定義中必須要填出這四項才能建立參數；設計參數可通過KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息；
、所述單向規則模塊為「一進一出判斷式」模塊，是整個流程中的知識規則處理的重
點模塊，在該模塊中可以定義知識規則處理有關的條件參數、結果參數，相關條件、滿足條件後的賦值方式、因果關係規則。在知識設計中，進行知識規則的賦值方式、因果關係規則， 進行運算，如果條件參數滿足，則繼續向下執行，如果條件參數均不滿足，知識流程會報錯並由使用者自行定義結果參數，輸入時須勾選「修改參數值」選項；
、所述循環規則模塊為「一進兩出判斷式」模塊，其內容規則定義方式與「單向規則」
模塊相同，不同的是，「單向規則」模塊中如果條件參數滿足，則繼續向下執行，如果條件參數均不滿足，知識流程會報錯並由使用者自行定義結果參數，輸入時須勾選「修改參數值」 選項，而「循環規則」模塊中如果條件參數滿足模塊內所列規則的任意一條，則繼續執行模塊左邊出口的線程，如果條件參數均不滿足模塊內所列知識規則，則執行模塊右邊出口的線程，此模塊是比較靈活的，右邊出口可以返回以上模塊，做循環的規則處理；
、所述子流程模塊在知識功能明確的流程中，將具有一定知識功能的知識規則寫入
一個子流程中。在知識文件建立的過程中的，將一些通用性強的、結構複雜的知識功能單獨建立成為知識文件，在需要使用這些知識功能時，使用「插入知識庫文件」功能，將已編輯好的知識功能插入新的完整的知識文件中，以達到知識重用的目的；
⑧、所述拆分模塊將一條分支流程為至多四個分支流程，執行順序為從右向左，當一個
分支流程執行錯誤或讀取到到「等待所有輸入」時，開始執行第二條分支流程，如無以上兩種情況流程便已結束，則其他分支流程不予執行；
O、所述合併模塊將多條分支流程合併為一條分支流程，合併的過程中，該模塊選擇兩
種模式，在模塊內容編輯區內的選項中選擇「True」時，表示該模塊需要等待所有連接該模塊的分支流程均執行完後才向下執行；
2)、所述專用知識設計模塊在知識文件編輯中，設計人員根據自己的需求，新建具有各種功能的知識功能模塊，方便設計人員的知識重用與共享；設計人員在編輯知識文件的時候，可以使用這些設計人員自定義的專用知識設計功能模塊，作為知識文件的一個有特定操作的子流程，具體實現方式是拖曳設計人員自定義的專用知識設計功能模塊至編輯區；
3)、所述交互控制模塊又由打開本地文件模塊、打開標準件庫模塊、打開智能件庫模塊、打開組件庫模塊、返回平臺模塊、分步設計結果模塊組成，其中，
①、所述打開本地文件模塊在知識流程中如果需要打開本地的某個模型時，可以使用 「打開本地文件」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出打開窗口等待使用者進行下一步操作；
②、所述打開標準件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個標準件時，可以使用「打開標準件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出標準件庫窗口等待使用者進行下一步操作；
③、所述打開智能件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個智能件並進行打孔操作時，可以使用「打開智能件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出智能件庫窗口等待使用者進行下一步操作；
④、所述打開組件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個組件時，可以使用「打開組件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出組件庫窗口等待使用者進行下一步操作；
I所述返回平臺模塊在知識流程中如果需要回到CAD平臺進行其他操作時，可以使用返回平臺模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，等待使用者進行下一步操作；
⑥、所述分步設計結果模塊與「完整結束」模塊相似，與之不同的是，該模塊沒有結束功能，可以應用於需要分次驅動的知識流程；
4)、所述公式編輯模塊公式編輯模塊由工程計算公式模塊、圖表計算模塊、曲線計算模塊組成；
①所述工程計算公式模塊在知識流程中如果需要公式庫中的公式時可以使用「工程計算公式」模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將知識庫中的參數值傳給已經選好使用的公式，通過計算，得出計算結果，將計算結果用參數傳遞的方式返回給知識庫。 其中所選的公式來源於公式庫，使用者可以添加或刪除公式及公式裡的變量。
Αι所述圖表計算模塊在知識流程中如果需要圖表庫中的圖表時可以使用「圖表計算」模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將所用圖表寫入模塊信息，彈出設計人員所需圖表，選擇所需的圖表信息，並將信息返回給知識庫；
③所述曲線計算模塊在知識流程中如果需要曲線庫中的圖表時可以使用「曲線計算」 模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將所用曲線表寫入模塊信息，彈出設計人員所需曲線表，選擇所需的曲線信息，並將信息返回給知識庫；
5)、所述搜索控制模塊包括標準件搜索、功能屬性、功能組件搜索，該模塊的功能與「完整結束」模塊相似，與之不同的是，該模塊沒有結束功能，根據推理結果對零件或組件的屬性，其中包括形狀、材料、規格，幾何或非幾何信息或零件(或組件)的集合信息進行搜索， 並經搜索信息提供給設計人員，由設計人員選擇需要使用的零件(或功能組件)；
6)、所述計算控制模塊在知識庫編輯中，設計人員根據自己的需求，根據計算控制模塊提供的編寫程序的小功能，完成要計算的功能；
7)、所述特徵設計模塊是和其它模塊組合的模塊實現設計人員設計的需要，編輯特徵時，設計人員需選擇特徵或組合特徵，設置特徵或組合特徵的參數值或定義參數規則，保存特徵相關信息；設計特徵時，根據選擇特徵或組合特徵，推理參數值，和CAD平臺、KBE系統交互實現特徵或組合特徵的驅動，主要用於實現零件的快速設計，統一設計人員建模規範；
8)、所述知識庫小功能模塊由數據採集模塊、公差模塊、參數編輯可視化模塊、知識重用模塊、子流程模塊組成，其中，
φ所述數據採集模塊採集系統儲存的多種實體模型數據，通過點選採集自動零件或設計豐成品模型中獲得推理設計入口參數，以減少人工在二維圖紙上採集數據的工作量；
0、所述公差模塊在系統內設有公差查詢應用功能，在知識編輯時根據情況自行選用，在參數定義時，公差項選擇「公差」，如果是入口參數，在設計申請窗口輸入值時「公差查詢」 按鈕會亮起，如果是出口參數，在規則定義模塊添加規則時，在添加規則界面填寫該參數時可點擊「公差查詢」按鈕進行參數的選擇與添加，點擊公差查詢後，會彈出公差選擇定義界面，在公差選擇定義界面可以根據參數的基本尺寸定義公差、公差等級或配合公差；
、所述參數編輯可視化模塊是利用KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信
息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息；
⑨、所述知識重用模塊包括兩種插入方式1.在平臺上選擇TSK並插入(從知識庫中)、
2.插入本地TSK(從本機)選擇已經編寫好的知識文件插入到當前知識中，實現知識或知識段落的重複利用，選擇從平臺插入後會回到知識列表，選擇需要的知識後點擊知識庫管理界面上的「知識重用」按鈕即可；
、所述子流程模塊使知識流程的結構簡化，使知識流程更加清晰，在知識段落明確的
流程，如分段知識庫中，可以將每一個知識段落寫入一個子流程中，以使整個知識流程或主流程清晰，幹練，一目了然，在知識庫建立的過程中的，可以將一些通用性強的、結構複雜的知識段落單獨建立成為知識，在需要使用這些知識段落時，可以使用本軟體中的「插入知識庫文件」功能將以編輯好的知識段落插入新的完整的知識流程中，以達到知識重用的目的， 知識庫子流程的功能是對模塊進行封裝，便於統一管理。 2、一種如權利要求2所述的全三維數字知識庫的應用方法，應用於產品設計、工藝設計、產品檢驗，具體步驟如下進行
1)在產品設計階段，以新建的模型或三維數位化模型為載體，構建了包含產品幾何和非幾何信息的MBD產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，產品設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現產品目標；
2)在工藝設計階段，面向三維數位化模型，獲取MBD數據集中的產品特徵信息，根據這些特徵信息，在工藝設計知識庫系統的輔助下，知識庫設計編輯人員首先對工藝路線進行分析，使用知識編輯系統將工藝專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表示工藝過程的設計，包括工藝路線、加工方法的選擇、確定，製造資源的選擇、 確定，工裝設計的要求，加工過程的規劃等，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工藝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、 面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，知識庫使用人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入工藝設計參數值，系統進行工藝分析推理設計，分步輸出結果數據，如推出加工方案或實現和CAD/CAE平臺交互選擇加工方案；根據加工方案的選擇， 可以依次推理出工藝設計結果或與CAD/CAE平臺交互生成工藝設計結果，包括工序、工步、 刀具和切削參數、工裝等，最終實現工藝設計目標；
3)在工裝設計階段，以被加工的零件為載體，構建了包含工裝幾何和非幾何信息的MBD產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工裝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，工裝設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現工裝目標；
產品設計、工藝設計、工裝設計應用方法、產品檢驗應用方法相同，不同的是設計意圖根據個領域知識庫設計編輯人員的設計意圖來設計；
如下詳細介紹工裝設計的詳細的知識庫文件的編輯與設計 首先，知識庫設計編輯人員編輯工裝設計知識庫文件，步驟如下
I)、知識庫設計編輯人員首先對被加工零件模型進行工藝分析，根據經驗，判斷是否進行CAE有限元分析或數據校驗；
II)、根據分析結果選擇嚮導式編輯方式，其編輯方式包括按面向典型的免編程可視化的嚮導式編輯、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式編輯、面向特徵的免編程可視化的嚮導式編輯，這三種方式在知識庫構建過程中是可以自由組合使用的，主要是根據專家使用知識庫系統的知識編輯模塊，將專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，之後，設計人員運行知識庫文件，進行知識庫文件的設計；
III)、工藝分析過程中被加工零件比較簡單、通用性比較強，不需要進行CAE有限元分析，可選擇按面向典型整體結構的免編程可視化的嚮導式設計，具體的嚮導式設計編輯步驟如下
Φ、知識庫設計編輯人員進行典型零件的尺寸參數信息定義，參數信息包括參數名稱、
參數描述、參數類型、小數位數、可選參數、參數性質、是否是入口參數、是否有公差等；
0、知識庫設計編輯人員將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯和
特徵庫、工程計算公式庫、曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與CAD平臺或其它支持的軟體相交互的模塊，實現推理的編輯；
Θ、知識庫設計編輯人員編輯輸出參數的「輸出最終結果」模塊，指定輸出文件的路
徑；
④、知識庫設計編輯人員編輯輸出二維工程圖的參數的「輸出最終結果」模塊，指定輸出文件的路徑；
⑤、知識庫設計編輯人員可通過知識庫的設計，將設計的裝配、零件模型輸出二維工程圖，裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖進行模型驗證，從而實現知識庫文件的調試；
⑥、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，知識庫文件編輯完成；
IV)、根據設計人員的經驗，工藝分析過程中被加工零件比較複雜，可選擇按面向工裝設計全過程的嚮導式編輯，步驟如下
注步驟1、步驟2、步驟3、步驟4、……、步驟η是可以自由排序的，此處只是示意一下各個模塊的使用情況；
Φ、按步驟1知識庫設計編輯人員進行步驟1零件的尺寸參數信息定義，參數信息包括
參數名稱、參數描述、參數類型、小數位數、可選參數、參數性質、是否是入口參數、是否有公差等；步驟2、步驟η的參數定義按照步驟1方式定義各個步驟需要定義的參數信息；
②、知識庫設計編輯人員編輯步驟1的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，
通過知識庫系統編輯的交互控制模塊的打開本地文件模塊、打開標準件庫模塊、打開智能件庫模塊、打開組件庫模塊、返回平臺模塊、分步設計結果模塊實現與模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)的編輯，實現打開本地文件、打開標準件庫、打開智能件庫、打開組件庫、 返回平臺、分步設計結果的編輯；
知識庫設計編輯人員編輯步驟2的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的特徵模塊實現與特徵庫交互的編輯，實現特徵與組合特徵的編輯；
知識庫設計編輯人員編輯步驟3的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的搜索模塊實現與組件庫和標準件庫的交互的編輯，實現搜索標準件和搜索組件庫的編輯；
知識庫設計編輯人員編輯步驟η的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的公式編輯模塊實現與公式庫、曲線庫、圖標庫的交互的編輯，實現工程計算公式、曲線計算公式、圖表計算公式的編輯；
③、知識庫設計編輯人員編輯輸出參數的「分步結束」模塊，指定輸出文件的路徑； 、知識庫設計編輯人員調試知識庫文件，進行各部件裝配、修改的調試；
⑤、知識庫設計編輯人員編輯輸出裝配及零件二維工程圖的參數的「分步結束」模塊， 指定輸出文件的路徑；
⑥、知識庫設計編輯人員調試知識庫文件，進行裝配、零件模型輸出二維工程圖的調
試；
、經調試後，保存知識庫文件，編輯完成；
之後，工裝知識庫設計人員運行知識庫文件，進行工裝設計，步驟如下
V)、工裝設計人員首先對被加工零件模型進行工藝分析，根據經驗，判斷是否進行CAE 有限元分析或數據校驗；
VI)、根據分析結果選擇嚮導式設計方式，其設計方式包括按面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，這三種方式在知識庫構建過程中是可以自由組合使用的，主要是根據專家使用知識庫系統的知識編輯模塊，將專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，之後，工裝設計人員運行知識庫文件，進行知識庫文件的設計；
通)、工藝分析過程中被加工零件比較簡單、通用性比較強，不需要進行CAE有限元分析，可選擇按面向典型整體結構的免編程可視化的嚮導式設計，步驟如下 Φ、採集零件尺寸參數；O、結構推理設計，工裝設計人員根據準備設計的產品，從特徵庫、工程計算公式庫、
曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與 CAD平臺或其它支持的軟體查找有關數據；
Θ、下載模型並參數化驅動； Θ、裝配、零件模型輸出二維工程圖輸出； 、裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖聯動；
⑥、將設計的裝配、零件模型輸出二維工程圖，裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖進行模型驗證；
⑦、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，設計完成；
通)、根據工裝設計人員的經驗，工藝分析過程中被加工零件比較複雜，可選擇按面向工裝設計全過程的嚮導式設計，步驟如下
注步驟1、步驟2、步驟3、步驟4、……、步驟η是可以自由排序的，此處只是示意一下各個模塊的使用情況；
(D、按步驟1數據採集、步驟2數據採集、步驟η數據採集；
0、結構推理設計，工裝設計人員根據準備設計的產品，從特徵庫、工程計算公式庫、
曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與 CAD平臺或其它支持的軟體查找有關數據；
O、分步進行推理設計、下載並參數化驅動； Θ、各部件裝配、修改；
⑤、將設計的裝配、零件模型輸出二維工程⑥、裝配、零件模型工程圖進行模型驗證；
Φ、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，設計完成。本發明與現有技術相比，具有嚮導式知識編輯系統，該知識編輯系統以開放式、免編程、可視化流程圖方式實現嚮導式知識編輯和嚮導式知識設計、通用性很強的特點，本發明的全三維數位化知識庫系統是面向知識庫設計編輯人員開放的。知識庫設計編輯人員不需要懂得程式語言，僅需要掌握免編程、可視化流程圖的知識編輯方法，即可自行進行嚮導式知識編輯，並實現嚮導式設計。方便、快捷的知識編輯工具系統，可以由企業自己的設計人員將多年設計實踐中積累的經驗、知識、技術通過文件形式並保存起來，實現模型重用、設計經驗和知識重用，同時具有企業核心技術、設計經驗和知識不外洩的優點。全三維數位化知識庫系統的其他獨特優勢
(1)、知識文件與模型可獨立存在；知識推理設計，
(2)、可將零件參數作為條件進行推理設計；
(3)、零件數據可通過「數據採集」功能獲得；(4)、數據採集採集系統儲存的多種實體模型數據，通過點選採集自動零件或設計半成品模型中獲得推理設計入口參數，以減少人工在二維圖紙上採集數據的工作量；
(5)、嚮導式設計，可將複雜產品/工裝進行化整為零推理設計，可將多個組件知識進行子流程串聯設計；可通過知識直接對組件或典型結構裡的標準件進行替換操作；
(6)、知識調試功能，編寫完知識後，可先對知識規則進行調試，即通過獨立運行知識文件，輸入相關參數，是否能夠進行正常推理，是否能夠推出合理結果，之後，再結合模型進行推理設計，可提高設計效率，減少出錯率；
(7)、可編輯性，設計人員可以隨時對知識進行編輯修改；知識文件裡對參數進行了詳細描述說明，並配有圖片，為後期修改維護提供了方便；
(8)、在知識文件裡可對參數添加或推理公差；可對知識文件進行歸類管理；
(9)、利用KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息，實現參數編輯可視化；
(10)、子流程功能使知識流程的結構簡化，使知識流程更加清晰，在知識段落明確的流程，如分段知識庫中，可以將每一個知識段落寫入一個子流程中，以使整個知識流程或主流程清晰，幹練，一目了然，在知識庫建立的過程中的，可以將一些通用性強的、結構複雜的知識段落單獨建立成為知識，在需要使用這些知識段落時，可以使用本軟體中的「插入知識庫文件」功能將以編輯好的知識段落插入新的完整的知識流程中，以達到知識重用的目的，知識庫子流程的功能是對模塊進行封裝，便於統一管理。本發明廣泛用於各行各業從事機械設計的知識庫設計編輯人員和設計人員使用。


圖1為本發明的知識庫系統和知識庫的應用方法結構示意圖； 圖2為本發明的嚮導式設計推理過程設計結構示意框圖3為知識庫小功能模塊結構示意框圖4為全三維數位化知識庫系統主界面圖5子流程界面圖6為嚮導式設計方式圖7為減速器的產品知識庫設計流程圖8為工藝設計的加工特徵知識庫設計流程圖。
具體實施例方式附圖為本發明的實施例。下面結合附圖對發明的內容作進一步說明
參照圖1所示，全三維數位化知識庫的應用方法可應用在產品、工藝、工裝設計、產品檢驗等機械設計的各個領域中或其各個領域的微觀設計中，具體如下
1)在產品設計階段，以新建的模型或三維數位化模型為載體，構建了包含產品幾何和非幾何信息的MBD產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，產品設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現產品目標；
2)在工藝設計階段，面向三維數位化模型，獲取MBD數據集中的產品特徵信息，根據這些特徵信息，在工藝設計知識庫系統的輔助下，知識庫設計編輯人員首先對工藝路線進行分析，使用知識編輯系統將工藝專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表示工藝過程的設計，包括工藝路線、加工方法的選擇、確定，製造資源的選擇、 確定，工裝設計的要求，加工過程的規劃等，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工藝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、 面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，知識庫使用人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入工藝設計參數值，系統進行工藝分析推理設計，分步輸出結果數據，如推出加工方案或實現和CAD/CAE平臺交互選擇加工方案；根據加工方案的選擇， 可以依次推理出工藝設計結果或與CAD/CAE平臺交互生成工藝設計結果，包括工序、工步、 刀具和切削參數、工裝等，最終實現工藝設計目標；
3)在工裝設計階段，以被加工的零件為載體，構建了包含工裝幾何和非幾何信息的MBD 產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工裝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，工裝設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現工裝目標；
圖1所示全三維數位化知識庫系統即KBE知識庫可視化編輯部分包括流程控制模塊、 設計人員自定義模塊、交互控制模塊、公式編輯模塊、搜索控制模塊、計算控制模塊、特徵模塊、知識庫小功能模塊；設計人員使用知識庫可視化編輯的模塊，根據流程化的設計思想， 設計知識庫，完成知識庫的編輯工作。其中 流程控制模塊 (1)、開始模塊
開始模塊的作用是引導整個流程開始執行，一個知識流程中只允許存在一個開始模塊。一般情況下在建立知識時，開始模塊就已經被預設至可視化流程編輯區的最頂層。(2)、分步結束模塊分步結束模塊的作用是引導整個流程的終止，用在知識結束時使用，一個線程只允許有一個結束模塊(或者「完整結束」模塊)。(3)、完整結束模塊完整結束模塊同樣是終止整個流程，但當只是流程中最後一步需要返回平臺進行參數驅動或下載組件時，應使用輸出結果參數模塊終止整個流程(完整結束模塊的功能等同於「分步設計結果」模塊+ 「結束」模塊)。(4)、參數定義模塊參數定義模塊用來定義參數定義模塊的相關信息，參數定義模塊是用來定義知識流程所需要的參數的，在參數定義過程中，需要定義的內容有參數名稱、參數描述、參數類型、是否是入口參數為必填項目，在參數定義中必須要填出這四項才能建立參數。設計參數可通過KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息；
在知識編寫中，除了少數「過渡參數」(在知識中沒有然和直接作用的參數，定義時無任何限制)以外，大部分參數需要執行選擇組件、驅動組件中的標準件系列、選擇標準件格式、 驅動組件裝配關係(參數)這四種功能之一，而參數為了達到這些功能，在參數名稱與參數描述定義時必須遵守如下格式
A、選擇組件的格式參數名稱無限制；變量名稱前四個字符為小寫的code。B、驅動組件中標準件系列的格式「名稱」 + 「_」+ 「該標準件在組件中的編號」；變量名稱無限制
C、選擇標準件的格式「名稱」 + 「_」+ 「該標準件在標準件庫中的編號」；變量名稱前三個字符為小寫的prt。D、驅動組件裝配關係的格式「名稱」+「 + 」 +「組件中要驅動的變量名稱」 + + 「該標準件在組件中的編號」；變量名稱無限制
表權利要求
1. 一種全三維數位化知識庫系統，該全三維數位化知識庫系統包括流程控制模塊、專用知識設計模塊、特徵設計模塊、交互控制模塊、公式編輯模塊、搜索控制模塊、計算控制模塊、特徵設計模塊、知識庫小功能模塊，其特徵在於1)、所述流程控制模塊由開始、簡單結束、完整結束、參數定義、單向規則、循環規則、子流程、拆分、合併模塊組成，其中 所述開始模塊為引導整個流程開始執行，一個知識流程中只允許存在一個開始模塊，在建立知識庫時，開始模塊就已經被預設至可視化流程編輯區的最頂層；<2、所述簡單結束模塊是引導整個流程的終止，用在知識庫結束時使用，一個線程只允許有一個簡單結束模塊；(2、所述完整結束模塊為終止整個流程，但當流程中最後一步需要返回平臺進行參數驅動或下載組件時，應使用完整結束模塊終止整個流程；所述參數定義模塊是用來定義知識流程所需要的設計參數，範圍是將涉及的幾何尺寸(或幾何參數)、幾何尺寸(或幾何參數)之間的約束關係、特殊含義的參數定義為設計參數；在參數定義過程中，需要定義的設計參數的內容包括參數名稱、參數描述、參數類型、 是否是入口參數為必填項目，在參數定義中必須要填出這四項才能建立參數；設計參數可通過KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息；『；、所述單向規則模塊為「一進一出判斷式」模塊，是整個流程中的知識規則處理的重點模塊，在該模塊中可以定義知識規則處理有關的條件參數、結果參數，相關條件、滿足條件後的賦值方式、因果關係規則；在知識設計中，進行知識規則的賦值方式、因果關係規則， 進行運算，如果條件參數滿足，則繼續向下執行，如果條件參數均不滿足，知識流程會報錯並由使用者自行定義結果參數，輸入時須勾選「修改參數值」選項；逾、所述循環規則模塊為「一進兩出判斷式」模塊，其內容規則定義方式與「單向規則」 模塊相同，不同的是，「單向規則」模塊中如果條件參數滿足，則繼續向下執行，如果條件參數均不滿足，知識流程會報錯並由使用者自行定義結果參數，輸入時須勾選「修改參數值」 選項，而「循環規則」模塊中如果條件參數滿足模塊內所列規則的任意一條，則繼續執行模塊左邊出口的線程，如果條件參數均不滿足模塊內所列知識規則，則執行模塊右邊出口的線程此模塊是比較靈活的，右邊出口可以返回以上模塊，做循環的規則處理； 所述子流程模塊在知識功能明確的流程中，將具有一定知識功能的知識規則寫入一個子流程中；在知識文件建立的過程中的，將一些通用性強的、結構複雜的知識功能單獨建立成為知識文件，在需要使用這些知識功能時，使用「插入知識庫文件」功能，將已編輯好的知識功能插入新的完整的知識文件中，以達到知識重用的目的；S、所述拆分模塊將一條分支流程為至多四個分支流程，執行順序為從右向左，當一個分支流程執行錯誤或讀取到「等待所有輸入」時，開始執行第二條分支流程，如無以上兩種情況流程便已結束，則其他分支流程不予執行；-H所述合併模塊將多條分支流程合併為一條分支流程，合併的過程中，該模塊選擇兩種模式，在模塊內容編輯區內的選項中選擇「True」時，表示該模塊需要等待所有連接該模塊的分支流程均執行完後才向下執行；2)、所述專用知識設計模塊在知識文件編輯中，設計人員根據自己的需求，新建具有各種功能的知識功能模塊，方便設計人員的知識重用與共享；設計人員在編輯知識文件的時候，可以使用這些設計人員自定義的專用知識設計功能模塊，作為知識文件的一個有特定操作的子流程，具體實現方式是拖曳設計人員自定義的專用知識設計功能模塊至編輯區；3)、所述交互控制模塊又由打開本地文件模塊、打開標準件庫模塊、打開智能件庫模塊、打開組件庫模塊、返回平臺模塊、分步設計結果模塊組成，其中，①、所述打開本地文件模塊在知識流程中如果需要打開本地的某個模型時，可以使用 「打開本地文件」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出打開窗口等待使用者進行下一步操作；②、所述打開標準件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個標準件時，可以使用「打開標準件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出標準件庫窗口等待使用者進行下一步操作；③、所述打開智能件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個智能件並進行打孔操作時，可以使用「打開智能件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺， 彈出智能件庫窗口等待使用者進行下一步操作；④、所述打開組件庫模塊在知識流程中如果需要下載某個組件時，可以使用「打開組件庫」模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，彈出組件庫窗口等待使用者進行下一步操作；⑤、所述返回平臺模塊在知識流程中如果需要回到CAD平臺進行其他操作時，可以使用返回平臺模塊，當系統讀到該模塊時，推理機會暫停，切換回CAD平臺，等待使用者進行下一步操作；⑧、所述分步設計結果模塊與「完整結束」模塊相似，與之不同的是，該模塊沒有結束功能，可以應用於需要分次驅動的知識流程；4)、所述公式編輯模塊公式編輯模塊由工程計算公式模塊、圖表計算模塊、曲線計算模塊組成；①所述工程計算公式模塊在知識流程中如果需要公式庫中的公式時可以使用「工程計算公式」模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將知識庫中的參數值傳給已經選好使用的公式，通過計算，得出計算結果，將計算結果用參數傳遞的方式返回給知識庫； 其中所選的公式來源於公式庫，使用者可以添加或刪除公式及公式裡的變量；②所述圖表計算模塊在知識流程中如果需要圖表庫中的圖表時可以使用「圖表計算」 模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將所用圖表寫入模塊信息，彈出設計人員所需圖表，選擇所需的圖表信息，並將信息返回給知識庫；③所述曲線計算模塊在知識流程中如果需要曲線庫中的圖表時可以使用「曲線計算」 模塊，當系統讀到該模塊時，採用參數傳遞的方式，將所用曲線表寫入模塊信息，彈出設計人員所需曲線表，選擇所需的曲線信息，並將信息返回給知識庫；5)、所述搜索控制模塊包括標準件搜索、功能屬性、功能組件搜索，該模塊的功能與「完整結束」模塊相似，與之不同的是，該模塊沒有結束功能，根據推理結果對零件或組件的屬性，其中包括形狀、材料、規格，幾何或非幾何信息或零件(或組件)的集合信息進行搜索， 並經搜索信息提供給設計人員，由設計人員選擇需要使用的零件(或功能組件)；6)、所述計算控制模塊在知識庫編輯中，設計人員根據自己的需求，根據計算控制模塊提供的編寫程序的小功能，完成要計算的功能；7)、所述特徵設計模塊是和其它模塊組合的模塊，編輯特徵時，設計人員需選擇特徵或組合特徵，設置特徵或組合特徵的參數值或定義參數規則，保存特徵相關信息；設計特徵時，根據選擇特徵或組合特徵，推理參數值，和CAD平臺、KBE系統交互實現特徵或組合特徵的驅動，主要用於實現零件的快速設計，統一設計人員建模規範；8)、所述知識庫小功能模塊由數據採集模塊、公差模塊、參數編輯可視化模塊、知識重用模塊、子流程模塊組成，其中， 所述數據採集模塊採集系統儲存的多種實體模型數據，通過點選採集自動零件或設計半成品模型中獲得推理設計入口參數，以減少人工在二維圖紙上採集數據的工作量； C所述公差模塊在系統內設有公差查詢應用功能，在知識編輯時根據情況自行選用， 在參數定義時，公差項選擇「公差」，如果是入口參數，在設計申請窗口輸入值時「公差查詢」 按鈕會亮起，如果是出口參數，在規則定義模塊添加規則時，在添加規則界面填寫該參數時可點擊「公差查詢」按鈕進行參數的選擇與添加，點擊公差查詢後，會彈出公差選擇定義界面，在公差選擇定義界面可以根據參數的基本尺寸定義公差、公差等級或配合公差；(S、所述參數編輯可視化模塊是利用KBE系統自動拾取參數信息、參數名稱、參數值信息，知識庫自動接收這些信息，很方便的定義知識庫中用到的信息；法、所述知識重用模塊包括兩種插入方式1.在平臺上選擇TSK並插入(從知識庫中)、 2.插入本地TSK(從本機)選擇已經編寫好的知識文件插入到當前知識中，實現知識或知識段落的重複利用，選擇從平臺插入後會回到知識列表，選擇需要的知識後點擊知識庫管理界面上的「知識重用」按鈕即可； 所述子流程模塊使知識流程的結構簡化，使知識流程更加清晰，便於統一管理；在知識功能明確的流程中，將具有一定知識功能的知識規則寫入一個子流程中，以使整個知識流程或主流程清晰，幹練，一目了然；在知識文件建立的過程中的，將一些通用性強的、結構複雜的知識功能單獨建立成為知識文件，在需要使用這些知識功能時，使用「插入知識庫文件」功能，將已編輯好的知識功能插入新的完整的知識文件中，以達到知識重用的目的；知識庫子流程的功能是對模塊進行封裝，便於統一管理。
2. 一種如權利要求1所述的全三維數位化知識庫系統的應用方法，該方法應用於產品設計、工藝設計、產品檢驗，具體按如下步驟進行1)在產品設計階段，以新建的模型或三維數位化模型為載體，構建了包含產品幾何和非幾何信息的MBD產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，產品設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現產品目標；.2)在工藝設計階段，面向三維數位化模型，獲取MBD數據集中的產品特徵信息，根據這些特徵信息，在工藝設計知識庫系統的輔助下，知識庫設計編輯人員首先對工藝路線進行分析，使用知識編輯系統將工藝專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表示工藝過程的設計，包括工藝路線、加工方法的選擇、確定，製造資源的選擇、 確定，工裝設計的要求，加工過程的規劃等，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工藝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、 面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，知識庫使用人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入工藝設計參數值，系統進行工藝分析推理設計，分步輸出結果數據，如推出加工方案或實現和CAD/CAE平臺交互選擇加工方案；根據加工方案的選擇， 可以依次推理出工藝設計結果或與CAD/CAE平臺交互生成工藝設計結果，包括工序、工步、 刀具和切削參數、工裝等，最終實現工藝設計目標；.3)在工裝設計階段，以被加工的零件為載體，構建了包含工裝幾何和非幾何信息的MBD 產品數據集，以特徵為基本的數據組織單元，知識庫設計編輯人員首先對產品目標進行分析，使用知識編輯系統將設計專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，在編輯過程中，可隨意組合面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向工裝設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，之後，工裝設計人員運行知識庫設計編輯人員編輯的知識庫文件，通過輸入設計參數值、參數採集、平臺交互等進行推理設計，分步輸出結果數據，實現和CAD平臺交互，最終實現工裝目標；產品設計、工藝設計、工裝設計應用方法、產品檢驗應用方法相同，不同的是設計意圖根據個領域知識庫設計編輯人員的設計意圖來設計；如下詳細介紹工裝設計的詳細的知識庫文件的編輯與設計首先，知識庫設計編輯人員編輯工裝設計知識庫文件，步驟如下I)、知識庫設計編輯人員首先對被加工零件模型進行工藝分析，根據經驗，判斷是否進行CAE有限元分析或數據校驗；II)、根據分析結果選擇嚮導式編輯方式，其編輯方式包括按面向典型的免編程可視化的嚮導式編輯、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式編輯、面向特徵的免編程可視化的嚮導式編輯，這三種方式在知識庫構建過程中是可以自由組合使用的，主要是根據專家使用知識庫系統的知識編輯模塊，將專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，之後，設計人員運行知識庫文件，進行知識庫文件的設計；III)、工藝分析過程中被加工零件比較簡單、通用性比較強，不需要進行CAE有限元分析，可選擇按面向典型整體結構的免編程可視化的嚮導式設計，具體的嚮導式設計編輯步驟如下.4、知識庫設計編輯人員進行典型零件的尺寸參數信息定義，參數信息包括參數名稱、 參數描述、參數類型、小數位數、可選參數、參數性質、是否是入口參數、是否有公差等；.2知識庫設計編輯人員將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯和特徵庫、工程計算公式庫、曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與CAD平臺或其它支持的軟體相交互的模塊，實現推理的編輯； S、知識庫設計編輯人員編輯輸出參數的「輸出最終結果」模塊，指定輸出文件的路徑；④、知識庫設計編輯人員編輯輸出二維工程圖的參數的「輸出最終結果」模塊，指定輸出文件的路徑；⑤、知識庫設計編輯人員可通過知識庫的設計，將設計的裝配、零件模型輸出二維工程圖，裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖進行模型驗證，從而實現知識庫文件的調試；⑥、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，知識庫文件編輯完成；IV)、根據設計人員的經驗，工藝分析過程中被加工零件比較複雜，可選擇按面向工裝設計全過程的嚮導式編輯，步驟如下注步驟1、步驟2、步驟3、步驟4、……、步驟η是可以自由排序的，此處只是示意一下各個模塊的使用情況；A、按步驟1知識庫設計編輯人員進行步驟1零件的尺寸參數信息定義，參數信息包括參數名稱、參數描述、參數類型、小數位數、可選參數、參數性質、是否是入口參數、是否有公差等；步驟2、步驟η的參數定義按照步驟1方式定義各個步驟需要定義的參數信息；C知識庫設計編輯人員編輯步驟1的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件， 通過知識庫系統編輯的交互控制模塊的打開本地文件模塊、打開標準件庫模塊、打開智能件庫模塊、打開組件庫模塊、返回平臺模塊、分步設計結果模塊實現與模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)的編輯，實現打開本地文件、打開標準件庫、打開智能件庫、打開組件庫、 返回平臺、分步設計結果的編輯；知識庫設計編輯人員編輯步驟2的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的特徵模塊實現與特徵庫交互的編輯，實現特徵與組合特徵的編輯；知識庫設計編輯人員編輯步驟3的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的搜索模塊實現與組件庫和標準件庫的交互的編輯，實現搜索標準件和搜索組件庫的編輯；知識庫設計編輯人員編輯步驟η的嚮導流程，將自己的設計意圖寫入知識庫文件，通過知識庫系統編輯的公式編輯模塊實現與公式庫、曲線庫、圖標庫的交互的編輯，實現工程計算公式、曲線計算公式、圖表計算公式的編輯；Q、知識庫設計編輯人員編輯輸出參數的「分步結束」模塊，指定輸出文件的路徑； 、知識庫設計編輯人員調試知識庫文件，進行各部件裝配、修改的調試； ⑤、知識庫設計編輯人員編輯輸出裝配及零件二維工程圖的參數的「分步結束」模塊， 指定輸出文件的路徑；知識庫設計編輯人員調試知識庫文件，進行裝配、零件模型輸出二維工程圖的調試；(S、經調試後，保存知識庫文件，編輯完成；之後，工裝知識庫設計人員運行知識庫文件，進行工裝設計，步驟如下V)、工裝設計人員首先對被加工零件模型進行工藝分析，根據經驗，判斷是否進行CAE有限元分析或數據校驗；VI)、根據分析結果選擇嚮導式設計方式，其設計方式包括按面向典型的免編程可視化的嚮導式設計、面向設計過程的免編程可視化的嚮導式設計、面向特徵的免編程可視化的嚮導式設計，這三種方式在知識庫構建過程中是可以自由組合使用的，主要是根據專家使用知識庫系統的知識編輯模塊，將專家的設計經驗、規範、意圖等多領域和多種描述形式的設計知識顯性表達出來，生成知識庫文件，之後，工裝設計人員運行知識庫文件，進行知識庫文件的設計；通)、工藝分析過程中被加工零件比較簡單、通用性比較強，不需要進行CAE有限元分析，可選擇按面向典型整體結構的免編程可視化的嚮導式設計，步驟如下 4、採集零件尺寸參數；<2、結構推理設計，工裝設計人員根據準備設計的產品，從特徵庫、工程計算公式庫、曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與 CAD平臺或其它支持的軟體查找有關數據； @、下載模型並參數化驅動； β、裝配、零件模型輸出二維工程圖輸出； (S、裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖聯動；⑧、將設計的裝配、零件模型輸出二維工程圖，裝配、零件模型修改設計並與二維工程圖進行模型驗證；δ、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，設計完成； 通)、根據工裝設計人員的經驗，工藝分析過程中被加工零件比較複雜，可選擇按面向工裝設計全過程的嚮導式設計，步驟如下注步驟1、步驟2、步驟3、步驟4、……、步驟η是可以自由排序的，此處只是示意一下各個模塊的使用情況；A、按步驟1數據採集、步驟2數據採集、步驟η數據採集；(2:、結構推理設計，工裝設計人員根據準備設計的產品，從特徵庫、工程計算公式庫、曲線計算公式庫、圖表計算公式庫、模型庫(組件庫、標準件庫、智能件庫等)、選刀系統等與 CAD平臺或其它支持的軟體查找有關數據； @、分步進行推理設計、下載並參數化驅動； 性、各部件裝配、修改；⑤、將設計的裝配、零件模型輸出二維工程圖； ⑥、裝配、零件模型工程圖進行模型驗證；S、經模型驗證後，即可輸出裝配及零件二維工程圖，設計完成。 全文摘要
本發明公開了全三維數位化知識庫系統和知識庫的應用方法。知識庫系統包括流程控制、專用知識設計、交互控制、公式編輯、搜索控制、計算控制、知識庫小功能模塊，是獨立的、可以掛接在不同的CAD平臺上的知識驅動系統。知識庫的應用方法，可應用於機械製造行業的產品、工藝、工裝設計、產品檢驗等各個領域。設計人員通過開放式、免編程、可視化的知識編輯功能，將意圖、行業設計規範、標準手冊、設計經驗、計算公式等知識表達出來，儲入知識庫、資料庫、模型庫中進行重用；通過參數傳遞、數據採集與交互、平臺交互實現嚮導式設計。系統具有通用性強、方便快捷、企業核心技術經驗知識不外洩等優點，為企業的技術創新、知識經驗積累提供手段。
文檔編號G06Q50/00GK102324072SQ201110271890
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者劉娟娟, 劉志雄, 姚鵬, 曹芳, 艾勇, 袁娜, 高春霞 申請人:西安易博軟體有限責任公司