论文摘要：CAD系统知识设计方法的研究与实现

传统的CAD技术与系统着重解决产品形状描述问题，完成产品结构设计、有限元分析、运动分析、NC自动编程等。然而，对诸如设计原理的体现、约束冲突、在设计阶段产品评估以及优化方案等产品设计过程中的关键问题，传统的CAD技术与系统无法满足工程设计的需要。基于知识工程的设计技术（KBE）与CAD系统相结合，是解决这一问题极为有效的方案，KBE技术可对整个产品设计过程提供最大限度的支持。目前CAD系统还不能很好的实现基于知识的设计方法。论文研究了CAD系统中知识设计方法以及相关难点问题，并开发了基于知识设计的CAD系统原型。论文的主要研究内容及成果是：（1）研究了CAD系统中知识内涵、知识表达与推理方法，给出了设计规则与设计模板的定义。以规则为知识元，详细讨论了基于知识工程的设计方法与管理方法，并分析了知识设计模式与传统CAD产品设计模式的兼容方法。基于KBE思想，设计了通过知识设计语言、设计模板、解释器以及结构分析器实现支持自顶向下设计模式的知识设计模块，设计了知识驱动几何的实现方法，并讨论了知识的系统间重用问题。（2）详细分析了基于知识工程CAD系统的需求，采用表示层、功能层、数据层的三层架构，结合COM技术，设计了以知识设计功能为核心的系统结构。（3）将知识设计方法与产品建模过程相结合，提出支持知识驱动几何的特征建模方法，采用面向对象技术、在ACIS几何造型引擎与HOOPS图形显示引擎基础上解决了特征的表示、驱动与管理以及特征关系的建立与维护问题。这些内容是基于知识的CAD系统中的特征建模的主要构成部分。（4）初步建立了基于知识的 CAD 系统框架，开发了零件建模模块，实现了特征元素的表示、创建、显示与管理以及特征关系的建立与维护，进而实现了对知识驱动几何功能的支持。实现了基本的草图设计功能和特征设计功能。