機械產品零部件參數匹配系統的開發與研究

鄧光偉，劉廣超，郝旭乾

（上海理工大學機械工程學院，上海200093）

0 引 言

隨著企業信息化技術的不斷發展，機械制造業的信息化水平也得到了很大的提升和發展［1－3］。機械產品設計在機械制造業中占有很重要的地位［4］，而機械零部件參數的篩選和匹配是機械產品設計的一個重要部分［5］。由于機械產品的零部件數量多，且零部件參數之間存在著一定的關系［6］，因此在確定某個零部件參數的時候，一定要考慮其他零部件的參數。由于產品零部件之間的關系非常復雜，而且每個零部件有多個參數，因此在進行機械產品設計的時候，各個零部件之間的參數選擇和匹配就成了一項極其復雜而重要的工作。

為了解決機械產品各個零部件之間的參數篩選和匹配的難題，本文首先研究了機械產品零部件參數之間的關系，提出了一種可以實現自優化的參數匹配方法，并根據該方法設計開發了一個自優化零部件參數匹配系統。該系統可以很好地解決機械產品設計時零部件參數匹配困難的問題，極大地提高了產品設計速度。

1 機械零部件參數匹配方法的研究

1．1 零部件參數之間的關系研究

在機械產品中，零部件主要分為兩大類：孤立零部件和關系零部件，其中孤立零部件的參數確定不會影響其他零部件參數的選擇，關系零部件在確定指某些零部件參數的時候，會影響到其他零部件參數的選擇或者需要參考其他相關零部件的參數。

關系零部件參數之間的關系主要為三種：線型關系、樹型關系和網型關系（如圖1所示）。由圖可知，樹型關系由多個線型關系組成，網型關系由多個樹型關系和線型關系組成。在選擇零部件參數的時候，需要根據零部件之間的關系模型來確定零部件的參數。

圖1 關系零部件的參數關系圖

1．2 功能模塊設計

實現零部件參數的自優化篩選匹配，該模型需要三個模塊組成，分別為數據庫存儲、參數的篩選和可選項的顯示，三部分之間的關系如圖2所示。

圖2 功能模塊關系

如圖2所示，數據庫負責存儲機械產品各個零部件的參數以及零部件之間的參數關系，參數篩選模塊可以根據選項參數的變化以及數據庫中存儲的零部件之間參數關系進行篩選，其他未確定的零部件的可選參數，可選項顯示模塊負責將未確定參數的零部件的可選參數顯示出來。

當某個零部件的參數被選定或者選定參數發生變化時，將自動觸發參數篩選模塊，參數篩選模塊將根據已經選定的零部件的參數對數據庫進行檢索，從而獲取所有相關的參數組合，這些組合都滿足已經確定的模塊的參數要求。參數篩選模塊再根據篩選的結果，修改未被選定的零部件參數，從而標注出所有可選擇的參數供操作者對未選定的零部件進行參數選擇。

1．3 零部件參數篩選的自優化

如圖2所示，當所有零部件的參數都已經選定之后，提交選定結果的時候，該結果將被保存到數據庫中，作為下一次參數選擇時的依據。由于不斷地提交產品的參數組合，存儲參數組合規則的數據庫將會不斷地進行優化。

因此，隨著產品各個零部件參數組合規則的不斷完善，參數自動篩選匹配就會變得越來越實用，從而實現了零部件參數匹配的自優化，提高參數匹配的準確率，增加工作人員的工作效率。

2 自優化零部件參數匹配系統的設計

2．1 系統開發使用的技術及平臺

由于C／S結構模式具有良好的系統開放性和可擴展性，一般應用于局域網［7－8］，因此自優化零部件參數匹配系統采用C／S結構模式。本系統在開發時，需要用到數據庫技術、VB．net開發語言和．Net開發平臺，使用的工具為 Visual Studio 2008以及SQL Server 2008。

2．2 系統數據庫的設計

在該系統中，數據庫起到了關鍵作用，數據庫主要負責存儲兩部分數據：每個零部件的參數（在本系統中存放在表part＿data里面），各個零部件之間的參數匹配關系（在本系統中存放在表part＿relation里面）。

2．3 系統概述

本系統主要用于機械產品的設計部門，使用本系統之前需要先確定所要設計的機械產品的所有零部件，并且輸入各個零部件的產品參數。

在設計產品時，先選取每個零部件的參數，然后提交選擇結果，該結果將被當做參數匹配關系存入數據庫中。

當再次選取零部件參數時，已選定的零部件參數顯示為紅色，同時系統將會根據已經選定的零部件參數，自動檢索數據庫中存儲零部件之間的參數匹配關系的表（part＿relation），得到未被選定的零部件的可選參數，同時將這些參數顯示為藍色，以提醒操作者，顯示為藍色的參數為之前曾經被選取過的參數配置組合。這樣操作者就可以根據顯示為藍色的參數，選取剩下的零部件參數，從而提高選擇的正確性和操作者的工作效率。

當操作者使用多次之后，由于操作者提交了多次零部件選取的結果，就會豐富零部件的參數匹配關系，使之更加完善，這樣就實現了本系統的自優化的功能。

2．4 參數實現自動匹配功能的程序設計

自優化產品零部件參數匹配系統實現參數自動匹配功能的程序流程如圖3所示。打開系統時，系統將初始化各個零部件的參數。當用戶選取零部件參數之后，系統將自動獲取已經選定的零部件參數，并將參數交給數據庫檢索模塊，數據庫檢索模塊獲得已選零部件參數之后，將自動檢索數據庫的part＿relation表，得到未選定零部件的可選擇參數，并將這些參數傳遞給顯示部分，更新未選定零部件的參數，將未選定零部件的可選參數顯示為藍色，以供操作者選擇。

圖3 參數自動匹配的程序流程圖

3 結束語

本文針對機械產品零部件參數關系復雜且難以選定的難題，研究了機械產品零部件之間的關系，根據機械產品零部件之間的關系，提出一種可以實現自優化的機械產品零部件參數匹配系統。該系統實現將機械產品零部件之間的關系存儲到數據庫，并在參數匹配過程中，通過對數據庫的參數關系的檢索，篩選出未選定參數的零部件的可選參數，以幫助操作者進行參數選擇，并不斷優化。該系統已經應用于上海市某機械廠，應用結果表明，該系統能很好地解決機械設計中的參數匹配難題，提高了設計人員的工作效率。

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