先进设计正逐渐演变成一个知识密集的复杂过程，涉及多领域多学科的交叉融合，是同步提升产品研发速度与质量的必要途径。本书结合当前科技与社会背景，充分利用现代3D-CAD虚拟现实的优势与计算机技术的发展成就，以播种机和联合收割机两类典型农机装备为示例，以CATIA为操作平台，使用SQL Server构建数据库，以VB为交互系统开发语言，系统讲解数字化与智能化设计的技术与方法，为机械装备先进研发平台的构建提供基础理论与技术模式，以期充分整合行业成果及专业知识，提高研发效率和水平。
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第1章 绪论 1
1.1 基本概念 1
1.2 设计技术与方法的演变 1
1.2.1 机械设计起源和古代机械设计 2
1.2.2 近代机械设计 2
1.2.3 现代机械设计 3
1.3 计算机辅助设计 3
1.3.1 发展过程 3
1.3.2 CAD技术的优势、影响与意义 5
1.4 基于三维模型的资源重用与产品重构 5
1.4.1 模型重用技术 6
1.4.2 产品重构技术 7
1.5 数字化设计的运行条件及特征 8
1.5.1 产品生命周期管理 8
1.5.2 数字化设计的概念与内涵 9
1.5.3 数字化设计的技术特征 10
1.6 智能化设计的共性关键技术与架构体系 11
1.6.1 共性关键技术 11
1.6.2 智能化设计系统架构 11
1.6.3 关键科学与技术问题 12
第2章 装备谱系划分及拓扑图构建 15
2.1 概述 15
2.2 装备对象分析与谱系层次设置 15
2.2.1 播种装备分类 15
2.2.2 播种装备组成 16
2.2.3 谱系层次设置 21
2.3 模块化分解与聚类分析 21
2.3.1 功能划分及模块化分解 21
2.3.2 模糊聚类计算 23
2.3.3 模块聚类 24
2.4 拓扑图构建 25
2.5 谱系语义与模型编码 27
2.5.1 作用与流程 27
2.5.2 谱系模块编码及标识规则 27
2.5.3 物元语义编码及标识规则 28
2.6 基于谱系编码的检索算法 30
2.6.1 模糊检索算法 31
2.6.2 精确匹配算法 31
2.6.3 语义相似度计算 34
第3章 数字模型物元化全息标识 39
3.1 概述 39
3.2 全息标识的结构与要素 40
3.2.1 全息标识的结构 40
3.2.2 全息标识的要素 40
3.3 标识规则及代码编制 41
3.3.1 基本要求与符号规则 41
3.3.2 标识段代码编制 42
3.4 示例分析 45
3.4.1 基本物元标识 45
3.4.2 谱系物元标识 45
3.4.3 特征物元标识 46
3.4.4 装配物元标识 46
3.4.5 全息标识结果 48
3.5 辅助标识技术 48
3.5.1 连接CATIA 49
3.5.2 信息提取 50
3.5.3 信息转化与标识 54
第4章 系列变型与变异变型设计 56
4.1 概述 56
4.2 参数化层次与参数化设计流程 56
4.2.1 装配体参数化层次分析 56
4.2.2 参数化变型设计流程 57
4.3 参数化对象模型分析 57
4.4 系列变型设计 58
4.4.1 核心零件参数化建模 58
4.4.2 装配体参数化建模 62
4.4.3 模型驱动 64
4.5 变异变型设计 64
4.5.1 核心零件参数化建模 64
4.5.2 装配体参数化建模 66
4.5.3 模型驱动 67
第5章 知识库系统 70
5.1 概述 70
5.2 知识库系统架构 72
5.2.1 总体架构方案 72
5.2.2 技术模块架构 73
5.3 知识的分类及获取 74
5.3.1 装备设计知识的特点 74
5.3.2 知识的分类结果 75
5.3.3 知识的来源 76
5.3.4 知识获取的方法 77
5.4 知识的分析与表达 78
5.4.1 知识的分析 78
5.4.2 知识的表达方法和形式 82
5.5 知识的组织与存储 86
5.5.1 数据库连接 87
5.5.2 数据库的数据类型 89
5.5.3 数据的存储格式 89
5.5.4 知识的分离及附加 91
5.6 知识在设计过程中的运用方法 93
5.6.1 知识的查询 93
5.6.2 知识的编辑 95
5.6.3 知识的推理 97
5.6.4 设计体系的建立 100
5.7 知识库系统技术集成与测试 102
5.7.1 开发工具及编程语言的选择 102
5.7.2 人机交互界面的设计 103
5.7.3 交互式系统的操作流程 106
5.7.4 实例分析 107
第6章 模型库系统 114
6.1 概述 114
6.2 模型库系统架构 114
6.2.1 设计目标及原则 115
6.2.2 模型特点及表示方法 116
6.2.3 模型库及管理系统 117
6.3 模型及其数据管理 118
6.3.1 模块划分 118
6.3.2 模型字典库 118
6.3.3 模型文件库 120
6.4 子系统集成及测试 122
6.4.1 系统登录 123
6.4.2 模型信息浏览 124
6.4.3 模型检索目录 127
6.4.4 模型库资源管理 129
6.4.5 用户权限的管理 134
第7章 交互式工程结构分析 136
7.1 概述 136
7.2 技术方案与对象分析 136
7.2.1 技术方案 136
7.2.2 对象分析 138
7.3 静态分析过程实现 141
7.3.1 模型调用 141
7.3.2 材料添加 141
7.3.3 进入静态分析模块 143
7.3.4 网格划分 143
7.3.5 载入边界条件 145
7.3.6 计算与分析 148
7.4 模态分析过程实现 149
7.4.1 载入边界条件 149
7.4.2 参数设置 150
7.4.3 结果分析 151
7.5 工程分析模型库 152
7.5.1 模型检索 152
7.5.2 模型管理 152
7.6 子系统集成与测试 153
7.6.1 人机交互界面 153
7.6.2 系统测试 154
第8章 交互式运动机构创建与分析 157
8.1 概述 157
8.2 模型预处理 158
8.3 标识信息及导出 160
8.3.1 标识运动副构建要素 160
8.3.2 导出标识信息 161
8.4 Windows API函数 163
8.4.1 模块程序框图 163
8.4.2 DMU工作台访问 163
8.4.3 添加运动副构建要素 164
8.5 交互界面设计与测试 167
8.5.1 交互界面 167
8.5.2 实例测试 168
第9章 结构参数与工作参数匹配技术 173
9.1 概述 173
9.2 研究对象分析 174
9.2.1 脱粒装置 174
9.2.2 清选装置 174
9.2.3 参数分类 175
9.3 设计过程的知识建模与表达 175
9.3.1 知识建模方法 175
9.3.2 设计过程树 176
9.4 实体建模及参数化 177
9.4.1 知识工程与建模方法 177
9.4.2 CATIA自顶向下关联设计 178
9.4.3 参数化模型建立 183
9.5 子系统集成与测试 196
9.5.1 子系统结构 196
9.5.2 界面设计 196
9.5.3 VB.NET编程 200
9.5.4 实例分析 202
第10章 PDM系统 207
10.1 概述 207
10.2 系统架构分析与设计 208
10.2.1 系统需求分析 208
10.2.2 系统架构分析 209
10.2.3 开发方式与技术 211
10.3 项目与任务管理 213
10.3.1 开发技术 213
10.3.2 接口设计 214
10.3.3 组织管理 215
10.4 数据与资源管理 220
10.4.1 模型资源管理 220
10.4.2 知识资源管理 221
10.4.3 电子仓库 224
10.5 封装与接口 227
10.5.1 功能封装技术 228
10.5.2 异构数据集成 230
10.5.3 操作界面集成 231
10.5.4 功能模块接口实现 231
10.6 系统集成与封装 235
10.6.1 用户界面设计 235
10.6.2 系统发布 237
10.6.3 实例验证 238
10.6.4 系统测试 240
参考文献 244
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