1引言
随着市场竞争的全球化，制造业面临着更为激基金项目：国家863高科技计划资助项目烈的全球市场竞争。产品的生产模式由少品种、大批量逐步转变为多品种、变批量。产品的设计制造过程也由一个企业独自完成发展到具有互补性企业之间的强强联合，由此，产品的异地设计和制造、敏捷制造技术、虚拟制造技术等先进的制造模式和技术正在成为制造工程界研究和应用的热点和重点领域，其中，分布式环境下的产品数字化预装配（Product Digital Pre-assembly）技术是实现异地设计与制造、敏捷制造和虚拟制造等先进生产方式的关键技术，本文对分布式环境下的产品数字化预装配技术中的产品数字化建模、装配过程仿真、装配工艺规划、面向装配的产品设计等关键技术进行了讨论。
2产品数字化定义技术(DPD)
产品数字化定义技术包括两个方面的内容：一是要研究产品数字化特征参数建模技术，二是要研究产品数字化定义模型及其计算机表示方法。
2.1产品的数字化特征参数建模技术
将产品的零部件按其设计特征和制造特征进行分类提取。特征尚没有严格的数学定义，应理解为一个专业术语，它兼有形状和功能两种属性。特征建模技术的目的是为了能够更好地表达产品完整的技术和生产管理信息，为建立产品的集成信息模型服务，它用计算机可以理解和处理的统一的产品模型替代传统的产品设计和制造成套图纸以及技术文档，使得产品的设计和生产准备各个环节可以并行的展开，实现信息的无中断传输。特征信息模型使产品的设计工作可以在更高的层次上进行。特征的引用直接体现了设计意图，使得建立的零件信息模型更容易理解和易于组织生产，设计的图样更容易修改。零件特征信息模型可以加强产品设计、工艺分析、加工、检验各部门的联系，更好地将产品的设计意图贯彻到后续各个环节，并及时得到后者的意见反馈。本文以零件的形状特征(如圆柱体、圆锥体)和功能特征(如退刀槽、键槽)作为基本描述单位，并以形状特征为主体，对零件的各功能特征进行分层，突出了零件的层次性的特点。通过对特征的搜集、归纳、提取产品典型零件的特征信息，将其进行参数化定义，并存储到企业的中央服务器的产品参数化特征数据库中供联盟企业共享。主要研究内容包括：(1)开发适用于产品设计的参数化特征设计系统：开发产品的参数化特征设计软件，按照产品设计特征和制造特征的建模特点对企业产品中的常用零部件进行分析，借助于CAD软件提供的参数化特征建模模块提取和归纳设计和制造特征。对设计、制造特征汇总，完成特征的定义、提取、归纳和入库工作。(2)建立建模知识库：通过对产品设计建模知识的归纳和提取，进行设计建模知识的数学表达式定义和CAD建模知识管理软件应用开发。(3)产品设计标准件库的开发：开发具有统一界面的参数化标准件库软件及常用零件、标准件的建库软件。
2.2产品数字化定义模型及表达方法
全生命周期的产品数字化定义模型包括：几何的和非几何的信息，如产品的三维模型数据集、BOM表、设计文件、计算报告、产品设计工程数据、工艺文件和NC程序等。为便于产品全生命周期各阶段信息的管理和共享，需要建立一种关系模型。这种关系模型是通过定义从整个产品到单一零部件的产品结构树(BOM)来完成的。
3产品数字化装配的关键技术
产品数字化装配是在产品数字化定义的基础上利用计算机模拟装配的过程。它主要用于在研制过程中及时进行静动态界面设计和干涉检查、工艺性检查、可拆卸性检查和可维护性检查等。采用数字化装配技术可以有效地评价产品的可装配性，减少因设计原因造成的更改或返工，缩短研制周期、降低产品成本、提高竞争能力。这个过程以设计共享为基础，通过产品数字化装配协调结构设计、系统设计，检查零件安装和拆卸情况。数字化装配技术涉及特征技术、仿真技术、计算机虚拟现实技术、知识工程、CAD/CAM系统集成技术等多个领域。
3.1数字化装配建模技术
装配模型的建模的建模质量将直接影响到产品的结构特征、功能特征和整个数字化装配过程的装配质量、装配效率和装配成本。数字化建模技术主要有基于Part-of Gr......
