题目：三维装配工艺设计技术研究

数字化装配技术是在产品零部件三维数字化模型的基础上，利用现代计算机技术、信息技术和人工智能技术，借助于虚拟现实等人机交互手段，用来规划与仿真产品的实际装配过程。它是实现产品数字化设计与数字化装配生产无缝连接的关键技术，可以实现数字化信息在整个产品研制过程中全流通，改变了复杂产品传统的设计与制造方式，大幅度地提高了复杂产品设计制造技术水平。 本论文在研究装配信息模型内容与轻量化标准的基础上，建立能够支持产品全生命周期的基于轻量化三维模型的集成信息模型，根据数字化装配工艺设计系统的需求构建一个统一的装配工艺信息模型，解决装配工艺与产品设计共享和交换三维模型信息的瓶颈问题。从面向轻模型的三维装配工艺设计、产品装配过程中的可视化指导方案及装配资源库的构建等多个方面研究数字化装配工艺过程设计关键技术并在此基础上开发了数字化装配工艺设计原型系统。论文的主要研究内容如下：（1） 基于三维轻模型的装配工艺与产品设计集成方法研究。为解决装配工艺设计系统与其他系统间三维模型信息交换和共享的问题，研究一种基于三维轻模型的产品制造信息集成方法。通过分析数字化装配工艺设计对装配模型的信息需求，在此基础上构建基于轻模型的装配工艺信息模型，利用统一的形式描述产品设计三维模型信息、装配工艺信息及其之间的关系，建立实体几何模型与轻模型所表达的产品及装配信息之间的映射，实现各系统间的信息共享与集成，为装配工艺设计提供完善的信息支撑。（2） 数字化装配工艺设计方法研究。在基于轻模型的装配工艺信息模型基础上，研究基于知识和几何推理相结合的装配序列规划算法，采用两级规划，首先用装配约束关系求解出满足几何可行性的装配序列，之后用装配知识进行优化，求出符合实际装配工艺的序列。并给出了装配序列求解的遗传算法实现。随后阐述了基于轻模型的装配工艺过程设计方法，介绍了装配路径规划在轻模型中的实现以及基于3D PDF的产品制造过程工艺可视化指导方案。（3） 面向装配工艺的制造资源库构建。研究面向工艺设计、基于资源能力的制造资源模型，根据资源的内容结构为制造资源建立了一个通用的资源信息描述框架，包括管理信息、结构形式以及资源能力等。结合装配资源自身特点，归纳总结出了描述装配资源能力信息的指标。同时分析了制造资源能力模型在工艺设计制造资源决策中的应用。