时间：2022-04-27 17:40:19
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇虚拟装配技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着市场竞争的激化，产品开发已经成为了企业的竞争力和发展必要的手段。在产品开发时，我们要完善设计技术，降低产品的成本和生产周期。虚拟装配技术就很好的满足了这个要求。
二、虚拟装配技术研究现状
国外对虚拟装配技术的研究起步较早，在理论上的研究涉及面广，且已经有较为广泛的应用。美国华盛顿州立大学的Jyaaram等开发研制了一个称为“虚拟装配设计环境”(VADE)的虚拟装配设计系统。利用这个系统，设计人员可以在设计工作的初期便可考虑有关装配和拆卸的问题，从而避免了装配设计方面的缺陷。在这个系统中，设计人员首先将在CAD系统建立的零件模型导入虚拟装配系统，然后在虚拟装配系统中直接操作虚拟零件进行装配，有关产品的可装配性得到检验，同时也获得了许多有关产品的设计和制造工艺信息。Dewar等提出了虚拟环境中辅助进行手工装配的方法，该方法能够自动记录操作人员在虚拟环境中对虚拟部件的装配动作，还能辅助操作人员自动进行装配，并且询问操作人员装配时的装配方法，同时生成装配规划。
三、相关技术分析
虚拟装配系统的关键技术主要有：面向装配的产品建模，装配序列规划策略，虚拟装配仿真技术，可装配性评价技术。
1.面向装配的产品建模技术
产品装配建模是虚拟装配设计的重要环节，其实质在于如何在计算机内有效地表达装配体内在和外在的关系。模型的优劣直接影响到设计系统后续工作的效率，故而建立一个集成度高、信息完善的装配模型具有重要的意义。
2.装配序列规划策略
在机械产品装配中，一组零件或子装配体的装配顺序起着关键的作用。装配同一产品可以用不同的装配顺序，这些不同的装配顺序形成了不同的装配序列。按照某些装配序列，可以较顺利地组织装配，最终达到设计要求；而有些装配序列的采用，由于各种原因，却不能达到指定的装配目标。装配序列规划就是在给定产品设计的条件下，找出合理、可行的装配序列，按照这样的序列，可以达到指定的装配目标。
3.虚拟装配仿真技术
采用虚拟装配技术是为了在设计阶段就验证零件之间的配合性和基于二叉树结构的装配模型可装配性，保证设计的正确性。通过预览数字化产品，对规划的装配过程(装配顺序和装配路径)进行检验，对产品可装配性做出评测，从装配角度获得反馈信息，及时调整设计，进而达到提高设计质量的目的。因此，装配仿真可以视为面向装配设计的重要手段，以弥补传统装配设计分析方法的不足。
四、虚拟装配工作内容
1.虚拟装配前期准备
虚拟装配工作涉及内容较多, 范围较广, 因此前期准备工作十分重要。首先要制定虚拟装配的总体时间计划, 时间计划中要包含制造工程师对工序进行调整和的时间、虚拟装配工程师在数据管理系统中建立工序结构树的时间、工程支持部门数据健康性检查报告以及数据冻结及下载的时间、进行虚拟装配及生成报告的时间。
虚拟装配对数据具有较高的要求: 数据要在正确的结构树中; 要生成正确完整的轻量化文件; 数据版本要进行; 车辆要正确配置; 整车位置正确; 数据层次正确, 父级子级无重复零件, 左右件无重复特征。然后进行数据模型的准备工作, 对于新的项目要确定项目的车型组成, 按不同车型进行分类整理并保存数模, 而对于改型车型, 就要重点确定项目的更改内容, 然后保存更改之后的车型数模, 这样就为虚拟装配做好了数模的准备。还要确定项目的组织结构, 确认相关设计人员和专业虚拟装配人员所应承担的职责和权限, 为后续工作打下基础。最后, 在进行整车的虚拟装配工作之前要明确数据管理的重点, 要以检查前最新版本的零件清单为依据, 明确当前缺少数据模型的零件, 并保证所有零件都有相应的工位信息,然后明确记录数据版本, 利用实时数字样机仿真与分析系统Vismockup的快照功能对数模信息进行完整记录。
五、虚拟装配技术在汽车变速箱设计中的应用
1.研究目标
为了适应现代化制造及并行设计的思想，我们尝试把虚拟制造装配应用到汽车变速箱的设计中，通过研究，希望达到以下目标：
（一）汽车变速箱实现面向装配的设计，为下一步的开发研制提供实施方法及理论支持，实现缩短产品开发周期，降低产品成本，提高质量。
（二）变速箱零件全部实现三维实体模型。
（三）建立统一的数据管理，实现产品的设计数据共享。
（四）实现自上而下的设计。
2.虚拟装配技术在变速箱设计中的应用
汽车变速箱作为汽车的重要传动部件之一，其设计的优劣直接影响到整个汽车的性能。具体到变速箱的设计过程中，虚拟装配技术的应用思想、方法、具体的实现途径如下：
（一）在总体设计阶段，根据变速箱的设计要求以及总体设计参数建立变速箱的主模型空间。首先根据汽车整个设计的需要，确定变速箱箱体尺寸和大致外形；根据变速要求，我们的设计采用的是三轴式变速器，包括主轴、移动轴和中间轴；档位为六档，五个前进档，一个倒档。
（二）在装配设计阶段，完成变速箱结构、系统零件形状的基本设计，是变速箱设计的重要阶段。首先我们要完成的是如何实现变速器的功能要求，也就是如何实现其变速，接下来要进行的是确定装配基准、装配层次、装配约束。以变速器的后箱体的内表面为装配基准，分为以下几个装配区域：前盖子装配体，后盖子装配体，操纵盖子装配体。每一个子装配体又由下一级的子装配体和零件组成，主要是按照零部件间的设计逻辑依附关系来确定模型的父子关系，这样一步一步设计出变速器所有零部件模型的设计。
（三）详细设计阶段中，在保证所有零件的干涉自由和运动协调时，完善变速箱所有零件的设计工作。
六、虚拟装配技术存在的不足及发展趋势
1.拟实化程度将越来越高
从其自身来讲，虚拟装配有着不可逾越的优越性，然而，它在工业领域应用的成功程度却要取决于它对真实世界模拟的逼真程度。拟实化涉及虚拟装配最根本的两个方面，也就是虚拟产品模型和虚拟装配仿真过程。目前数字化模型的虚拟装配过程尚不能完全取代物理模型的装配过程，这就限制了其应用范围。随着工业界应用要求的提高以及基于物理属性建模技术、虚拟现实技术和多模式人机交互技术的发展，虚拟装配拟实化程度必将越来越高，在可预见的将来完全有可能取代物理实物的试装配过程，从而大大缩短产品开发周期并节约开发成本。
2.实现标准化
纵观工业领域各种技术的发展与应用，大都有一个从非标准化到标准化的发展过程，这一过程同样适用于虚拟装配技术。当前虚拟装配涉及的技术和表达方式都没有统一的标准，这是其发展状况所决定的一个必经阶段。随着在工业领域应用的逐步展开，如果没有统一的标准，必将影响虚拟装配技术的应用范围，从而阻碍其发展，因此，实现标准化是虚拟装配技术发展的必然趋势。
七、结语
面对激烈的市场竞争，虚拟装配在市场竞争中发挥了重要的作用。在虚拟装配的应用中，我们要改变传统的设计理念，进行合理的装配。只有这样，在以后的产品设计和开发中虚拟装配技术才会有更好的发展空间。
参考文献
[1]刘金玲 赵荣远 虚拟装配技术在整车研发中的应用[J]上海汽车 2011 (12)
[2]刘子强 虚拟装配的基础研究[D] 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2012
关键词：虚拟技术 虚拟装配 职业技能培训
一、引言
飞速发展的计算机技术使虚拟现实技术已经从前沿高科技敏感领域进入了教育领域，开始为教育的各个分支服务。计算机可以将现实的实验实习设备变成虚拟的，并利用网络生成虚拟的实验室现实，真实、直观地表现出众多领域的实际内容。它把创建一种全新的教学环境，大幅度改善教学设施和条件，提高学生学习效率变成可能。
二、虚拟现实技术
虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是利用计算机三维软件设计制造技术、多媒体技术、仿真技术、网络技术等多种前沿技术，生成高级的人机虚拟界面。操作者利用计算机输入设备，或者设备，通过语言、手势进入虚拟环境，在虚拟环境中进行实时交互，并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象，进而获得身临其境的感受和体验。
虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力三个基本特征。在实际的教学实践中，学习的主角是学生，我们利用虚拟技术使学生脱离课本利用虚拟界面的信息图像进行操作，让学生从身临其境的学习中得到真实的知识反馈。而且，学生沉浸在虚拟空间中，感叹超越现实的虚拟技术的同时，他们会自觉地探索未知，积极主动地寻求问题的答案，从而达到学习的目的。虚拟现实技术广阔的应用前景和优越性使其在教育领域中发挥很重要的作用。
（一）虚拟实验的应用
虚拟实验是指充分利用先进的互联网或者局域网进行各种各样的教学实验。它可以充分调动学生的学习兴趣，不断提高实验效果，扩展实验方法，加大实验力度，可以有效地培养学生的创新能力。在虚拟实验中，学生通过光标的移动，把计算机上各种虚拟仪器按实验要求和过程组装成一个完整的实验系统，同时再利用系统来完成整个实验操作，包括实验原材料的添加、条件的改变、实验数据的收集，从而进一步进行实验结果的模拟、分析等。这样的教学模式不仅可以避免真实实验操作带来的潜在危险，减少实验成本，还可以有效提高学习效率。
（二）在专业技能培训中的应用
现代职业教育的教与学，是传授知识和学习知识。创造有利于技能训练的条件，发挥学生的潜能，提高学生实践动手能力，是当前职业培训面临的重要任务。计算机虚拟技术的运用对目前职业培训是一个很重要的手段。其优越性具体表现在以下几个方面：
1．合理配置资源
实习实践训练是技能培训过程中技能训练、提升最重要的一个环节。然而，目前职业学校的存在突出矛盾是仪器设备的更新率远远跟不上时展的需要。由于培训设施与企业的要求严重脱节，不能满足企业和学生的需要。职业教育手段的滞后性将严重阻碍学生能力的培养，没有物质基础谈何培养学生的动手能力、创新能力？而借助于先进的计算机技术――虚拟技术可以算是一个解决问题的重要且有效的手段。由于复杂零件或部件都是通过计算机图形软件设计制造的，由实践者参与设计其功用，采用系统集成式结构，将任务分解成多个模块，可根据技能培训需要改变设计参数“生成”新的零部件，可以扩展教学实践内容，不断更新虚拟设备，使实践操作训练能及时跟上企业的需求，跟上时代步伐而不至于淘汰。另外，虚拟软件制造的设备还具有良好的集成性、控制性和交互性，不断改进等优点。利用虚拟现实三维技术在实习实践训练中不需要任何实物，实践过程中使用的零件种类和数量由建好的或不断更新的模型库提供的优势，可为学生和教师提供很难接触到的最先进设备、仪器的训练机会，像利用实物一样能达到训练的目的。通过虚拟软件构建其三维模型比实物训练更直观、更实用，而且可以减少因在教学中经费有限，可能无法购买先进设备而造成的遗憾。
2．改善提高培训效果
在技能培训中，很多操作性要求很强的科目，像汽车故障诊断、电路维修、发动机组装等科目，教学中需要各种各样的汽车、发动机进行技能训练，学生通过不断拆装、结合汽车日常故障维修，不断强化提升学生的技能。在培训时由于受课时、实习训练设备，以及实习场地的制约，教师教的非常辛苦，学生学的累且常感觉学不到真正的技术，培训效果很不理想。而利用仿真技术在发动机的装配过程及运动仿真实训中的优势，教师传授知识方便、通俗易懂，学生可以轻松地进行多种发动机的拆装实习，既直观又形象并且可重复练习，直到真正掌握为止。这是现实实践技能训练中很难做到的。学生全面了解了发动机结构及装配关系，为进一步进行故障实战训练打下坚实基础，进而激发学生自学的积极性和成就感，提高培训效果。
3．培养学生创新能力
现代职业技能培训不仅传授学生基础知识和技能，更重要的是学生自学能力、创新能力、分析问题能力和解决问题的能力的培养。改变传统的培训模式，运用计算机虚拟技术，利用学生对计算机的兴趣，逐渐改变学习的被动局面，让学生积极参与教学、实践中，发挥年轻人善于接受新知识、学习新事物的主动性。像计算机虚拟技术用于虚拟教学中，系统集成化的实验内容和实验仪器，加上开放式的虚拟实验环境，既便于教师讲授，又能让学生自行实验和设计实验，充分调动学生的积极性，激发他们主动掌握和探索知识的兴趣。这样一个全新的仿真学习情境，学生可以修改设计，获得不同的产品，还可以设计小制作，这本身就是一种创新能力的提高。
随着科技的发展，未来将有更多的新技术、新手段用于教育教学中，使教与学变得更和谐、更高效。
参考文献：
[1] 谈虚拟现实技术在教学中的应用.信息技术教学.
关键词 描述逻辑 公差 自动生成
1国内外研究现状分析
要解决公差信息的自动生成问题，首先就要让计算机理解它所表示的公差信息。针对公差信息尤其是几何公差信息在计算机中的表示问题，许多国内外学者们都提出了各自的解决方案，在这些方案中构建了各自的公差信息表示模型。归结起来，可分为如下几大类：
（1）基于面图的模型。该类模型将零件的几何结构作为基本结构，几何要素、面、边、顶点等作为结点，公差和参考基准作为结点的属性。该类模型的典型实例公差图模型、面向虚拟装配的模型。该类模型仅仅提供了公差符号，没有解决公差语义和关系的表达问题。
（2）基于变动几何的模型。该类模型使用若干个参数来表示几何体的形状，用尺寸参数的微小变化来表示公差。如由小位移旋量、虚拟边界来表示，变动几何约束网络的方法，基于特征技术与拓扑相连表面。变动几何模型虽然表示了形体之间的关系，但没有表示可变几何。
（3）结构化模型。在GD&T（Geometrical Dimensionaland Tolerancing）中，应用得最为广泛的结构化模型为TTRS模型。TTRS模型的最大特色在于对CAD系统所提供的几何信息进行了重新组织，以便于在计算机上实现公差类型的自动生成。但它在实现时主要考虑了拓扑表面上的关联，未真正考虑技术表面上的关联。
（4）基于数学定义的模型。该类模型结合公差的工程语义给出各种公差的数学定义。基于数学定义的模型很好地解决了公差语义的表达和区分各种公差之间的关系问题，且便于实际应用。然而，采用该类模型开发的计算机辅助公差设计系统需要较多的人机交互，故在自动程度上低于TTRS模型。
（5）其它模型。当前，部分学者试图研究采用一些全新的技术来构建公差表示模型，这些技术包括XML、广义区间、模糊逻辑及描述逻辑等。国内桂林电子科技大学的学者钟艳如、覃裕初、王冰清等提出了基于描述逻辑（DescriptionLogic）的公差类型、公差规范、公差带的自动生成方法。这些公差表示模型将一些实用的技术引入了公差表示，在一定程度上解决了公差信息在异构系统之间的传递问题。但是，它们在应用时仍然需要大量的人工干预。
2描述逻辑简介
描述逻辑是知识表示的一种形式化语言，适合表示关于概念和概念层次结构的知识，因此叫做概念表示语言和术语逻辑。描述逻辑统一了大家所熟悉的基于框架、语义网络、面向对象的表示以及语义数据模型系统的逻辑基础，并给出一种形式化的、基于逻辑的语义。描述逻辑的基本构建是概念、关系和个体。概念描述了一个个体集合的共同属性，并且可将概念解释为对象集的一元谓词，将关系解释为对象之间的二元关系。
描述逻辑的特点在于，将大量的构造符作用到简单概念上，从而建立更多复杂的概念。另外，描述逻辑将推理作为中心服务，既从知识库显式包含的知识推导出隐含表示的知识。描述逻辑注重关键推理服务的可判定性，并且提供了可靠的、完备的推理算法。其主要的推理有分类、可满足性问题、包含关系以及实例检测。
3基于描述逻辑公差自动生成研究思路
基于描述逻辑公差自动生成研究思路是：根据几何产品的空间拓扑关系，构建出一种新的空间描述逻辑―公差描述逻辑TDL。开发公差描述逻辑TDL推理机，构建基于描述逻辑的公差信息生成知识库系统。
3.1公差描述逻辑TDL的构建
首先，分析公差信息表示的需求，并根据需求定义描述逻辑中空间关系的语法和语义。在定义空间关系时，应当注意增加扩充空间关系构造子，使之能够表示CAD系统的空间图元和拓扑关系。其次，设计TDL公式的可满足性判定算法。针对TDL的可判定性问题，直接设计TDL的可判定性算法，再证明算法的可终止性、可靠性和完备性。最后，分析判定算法的复杂度。若TDL公式的可满足性问题是可判定的，则直接分析判定算法的复杂度。否则，利用公差表示领域专家知识，引导推理过程，设计推理时的限定规则，以保证推理问题的可判定性。
3.2公差信息的描述逻辑表示
首先，根据自项向下逐层细化的研究思路，将装配体视为多个零件的集合，再将每个零件视为多个装配特征表面的集合，最后求出装配特征表面的几何要素之间的空间关系，并研究这些空间关系与公差类型及基准的内在关系。在此基础上，应用TDL表示这些内在关系，进而构建公差表示领域的术语表公理集TBox和公差信息的TDL表示模型。
3.3公差信息的自动生成算法
首先，基于公差信息的TDL表示模型，采用本体描述语言OWL构建公差领域本体。构建时可考虑将装配体、零件、装配特征表面、几何要素等定义为OWL类，将装配特征表面的几何要素之间的空间关系与各种类型的公差定义为OWL对象类型属性。同时还应注意比较装配特征表面的两种划分方法。其次，基于构建的本体，采用语义网规则语言SWRL定义公差类型及基准的生成则。从公差信息的TDL表示模型中可以得到空间关系与公差类型的内在关系，先将这些内在关系转化为因果关系，之后按照类Horn子句的形式写出这些因果关系，注意每一个类Horn子句只允许有一个后件，故若是因果关系中有多个后件，应分为多个类Horn子句给出。最后，根据构建的本体及定义的规则，设计公差类型及基准的自动生成算法。
4结语
本文根据国内外研究现状以及描述逻辑相关知识分析，最后提出基于描述逻辑公差自动生成研究思路。
参考文献
论文摘要：本文以培养具有较强工程实际应用能力的人才为目标，构建了画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种对象协调应用的工程图学课程教学内容体系。
工程图学是工科学生最早接触的技术基础课程，它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程，在培养学生的空间思维能力、提高学生的综合素质和创新能力方面具有重要作用。教学要服务于人才培养目标的实现，地方本科院校主要为地方经济建设和社会发展服务为前提，培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。因此，构建工程图学课程教学内容和体系，以适应较强工程实际应用能力的人才培养目标已是当务之急。
一、 基于应用型人才培养的工程图学教学目标
为达到“厚基础、宽口径、重能力、高素质、强能力、具有创新精神”的应用型人才模式培养目标，使学校所培养的学生适应地方经济发展和社会需要，不妨借鉴英国的机械类教育模式，即在教学中强调一个“用”字，一切以将来的实际应用为目标，对任何一门课程，都要求教师努力做到让学生在学习了这门课程之后即可运用所学的知识解决生产中的某些实际问题，这就要求每门课程设定的目标较清晰，让学生了解这门课程所学习的知识和培养的技能将来在社会工作中有何用途。为此，我们设定了如下明确的课程教学目标：一是熟练运用投影理论并遵照国家标准规定绘制和阅读工程图样；二是具有工程图学思维能力和工程图学素质，包括形象思维能力、图形表达能力、空间想象能力和严谨细致的工程素质；三是熟练运用某种CAD软件进行二维绘图和三维构型设计。
二、 构建符合人才培养目标的理论教学体系
教学体系直接反映了教学目的和培养目标，是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。在教学过程中，我们把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标，在学时少的情况下，不过于强调知识的完整与系统，对教学体系进行了重新优化和整合。
（一） 画法几何部分强调基础理论作用，淡化其难度
画法几何是满足工程设计的需要诞生的，它为工程和科学技术各个领域解决机械结构、空间几何及工程设计等问题提供了可靠的理论依据及解决问题的有效手段，可提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但是，长期以来画法几何占用了大量的教学时间，因此，在教学中，我们重点讲清点、线、面和立体投影的基本理论，为学生学习工程制图打下基础，不强调画法几何的深度和广度，对于图解法、在三维建模时自动生成的截交线和相贯等比较抽象、难度较大的部分适当删减，剩余内容留作自学，学生可以根据自己的掌握情况选择取舍，教师可以给予相应的指导，做到因材施教。
（二） 工程制图部分重在工程实践和实际应用
工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这是一个从“画法几何”理论到“工程图样”应用实践的跨越过程，而工程制图的实质内容就是零件图、装配图两大部分，教材中各章节都应该围绕这两个部分展开。授课时，首先采用现场教学的方式，在实验室和实训中心，甚至带学生到校外实习基地，让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装，使学生对零件图、装配图的实用性这一特点有一个清楚的认识。
关于零件图部分，主要通过多个实例的讲解，把重点放在机件的表达方法、表面粗糙度、公差与配合等主要内容的实际应用上，对于尺寸标注和和专业课程密切相关，在此只是复习组合体尺寸标注部分，适当介绍一些常见工艺结构如铸造圆角、退刀槽等的标注方法。技术要求部分则重点介绍书写格式及其在图样上的标注方法，对有关符号的含意和选用只作简介，由学生自学。
关于装配图，在图形表达部分，重点介绍装配图表达方法的特点，即规定画法和特殊表达方法。尺寸标注重点讲解装配图中必要尺寸与零件图中完整尺寸标注的不同，通过举例说明性能尺寸、安装尺寸及装配尺寸等，使学生了解其标注的重要性，在后续课程学习和应用中引起重视。技术要求中配合符号在装配图中的标注及其与零件图的关系要向学生讲清楚，其余留待学生自学和后续课程讲解。让学生明确标题栏中的名称对看装配图的重要性以及明细表中零件的名称及材料对看图和拆图的重要性。
（三） 加强利用CAD软件进行三维构型的教学
在制造业中，设计人员在设计过程中实际是先在大脑中形成空间形体模型，然后运用投影法进行表达，画出平面图样，而生产技术人员首先阅读工程图样，然后通过空间想象，把图样中的内容转化到空间去，构建出三维形体后再按尺寸和技术要求进行加工生产，因此，在设计制造过程中，三维构形贯穿始终。但根据我国目前机械装备现状，采用三维实体建模设计的企业绝大部分还只在产品的设计、研发、分析等环节采用三维技术，而最终的生产制造环节还要将其转换为二维图样进行生产，从我国制造业发展纵向分析，工程形体的三维造型表达完全取代二维图样还需要一个过程，因此，在教学中要做到制图基础与实体构形相结合，零件图绘制与零件实体造型相结合，装配图绘制与虚拟装配相结合，常用零件的画法与相应零件的实体模型相结合，三维造型设计与制造、分析相结合。
三、 构建符合人才培养目标的实践教学体系
工程图学是一门实践性很强的技术基础课，只有通过实践，让学生尽快将图学知识转化为图学能力，学生的创新素质和应用能力才能得到提升，因此，我们构筑的实践教学体系主要有以下几方面：
（一） 徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图基本技能训练
在仪器测绘、讨论设计方案、技术交流、现场参观时，受现场条件或时间的限制，经常绘制草图，草图对于捕捉设计灵感，现场记录，加速新产品的设计、开发，帮助技术人员组织、形成和拓展思路非常有用。仪器绘图既是工程技术人员的必备基本技能，又是学习和巩固图学理论知识不可缺少的方法，在计算机绘图技术广泛应用的今天，仍然必不可少。因此，在教学中，徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图一样作为基础平台，贯穿在教学的全过程。
（二） 部件测绘动手环节
在部件测绘动手环节中，学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容，增强工程意识，理论与实践相结合，为提高学生的图学能力和工程应用能力打下了基础。
（三） 三维构形设计
三维构形设计就是在给出一定约束条件的前提下，让学生通过自己的想象、分析，构思三维形体，自主进行组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计，采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式，培养创新设计能力，从而促进学生图学素质和创新素质的提升。
综上所述，培养工程应用型人才应强调学用结合，在工程图学教学中应重点突出“学以致用”，而不是主要强调知识的完整性和系统性。笔者面向企业应用与技术创新，推动工程图学教育改革，使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种形态对象协调应用，加强测绘和设计环节教学，并且在教学中注重充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，采用启发式、讨论式、案例式等教学方法，为学生图学能力的提高和胜任相关工作奠定了良好的基础。
参考文献：
［1］王兰美.机械制图［M］.北京：高等教育出版社，2003
引言
在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下缩短模具开发周期是值得认真考虑的问题。
模具开发周期包括模具设计、制造、装配与试模等阶段。所阶段出现的问题都会对整个开发周期都有直接的影响，但有些因素的作用是根本的、全局性的。笔者认为，人的因素及设计质量就是这样的因素。因此科龙模具厂采取了项目管理、并行工程及模块化设计等管理上及技术上的措施，以提高员工积极性并改善设计质量，最终目的是在保证质量、成本目标的前提下缩短模具开发周期。
1模具开发的项目管理实施方法
项目管理是一种为了在确定的时间范围内，完成一个既定的项目，通过一定的方式合理地组织有关人员，并有效地管理项目中的所有资源（人员、设备等）与数据，控制项目进度的系统管理方法。
模具之间存在着复杂的约束关系，并且每套模具的开发涉及到较多种岗位、多种设备。因此需要有负责人保证所需生产资源在模具开发过程中能及时到位，因此需要实施项目负责制。另外，项目负责制的实施还便于个人工作考核，有利于调动员工积极性。
模具厂有冲模工程部与塑模工程部。冲模工程部管辖四个项目组，塑模工程部为三个。模具任务分配方式以竞标为主，必要时协商分配。每个项目组设有一个项目经理、约两个设计员、四个工艺师和四个左右的钳工，工艺师包括模具制造工艺与数据编程人员。而其它的各种生产设备及操作员的调度由生产部的调度员统筹安排。如果项目组之间有资源需求的冲突而调度员不能解决时由厂领导仲裁。
厂内员工可通过竞职方式担任项目经理，选拔项目经理有三项标准：（1）了解模具开发的所有工序内容；（2）熟悉模具开发过程中的常见问题及解决方法；（3）有较强的判断和决策能力，善于管理和用人。
项目管理的内容之一就是要确定项目经理应担负的职责。本厂项目经理的职责有：（1）负责组织项目组在厂内竞标、承接新项目；（2）负责与客户交涉，包括确定产品细节、接受客户修改产品设计的要求、反映需要与客户协商才能解决的问题；（3）检查产品的工艺性，如果产品工艺性存在问题，则向客户反馈；（4）制定具体的项目进度计划；（5）负责对承接项目的全过程、全方位的质量控制、进度跟踪及内外协调工作；（6）负责完成组内评审及对重大方案、特殊结构、特殊用途的模具的会审；（7）负责组内成员的工作分配、培训及考核；（8）对组内成员的过失行为负责；（9）负责在组内开展“四新”技术的应用与技术攻关项目的立项、组织、实施等各项工作；（10）及时解决新模具在维修期内的各项整改及维修。
厂领导根据项目完成的时间、质量与成本考核项目经理。然后由项目经理考核项目组内员工，使责、权、利落实到每一位员工，有效调动了员工积极性并显著减少以前反复出现的问题。
2模具开发的并行工程实施方案
并行工程是缩短产品开发周期、提高质量与降低成本的有效方法。实施并行工程有助于提高产品设计、制造、装配等多个环节的质量。并行工程的核心是面向制造与装配的设计（DFMA）[1]。在模具开发中实施并行工程就是要进行产品及模具的可制造性与可装配性检查。
笔者为模具厂提出并实施了如图1所示并行工程实施方案。IMAN是基于统一数据库的PDM系统，基于IMAN集成各种CAX及DFX工具，并利用IMAN
的工作流模型实现了设计过程的集成。基于统一的产品三维特征模型，设计员利用CAD工具进行模具设计；工艺师利用CAM功能进行数控编程及CAPP进行工艺设计；审核者利用CAE功能进行冲压或注射成型过程模拟，利用DFX工具进行可制造性与可装配性分析。以上工作可以几乎同时进行，而且保证了产品及模具的相关尺寸的统一与安全。这就使审查时重点检查模具的方案和结构。基于统一数据库，各种职能的人可以看到感兴趣的某侧面的信息。
DFMA工具的开发是并行工程的工作重点之一。在以往的DFMA方法研究与系统实现中[2]，DFMA工具被动地对CAD输出的产品特征进行评价，而不能在CAD系统产生具体产品特征前即在概念设计阶段加以指导，使CAD系统要经过多次设计―检查―再设计循环才能求得满意解。为此科龙模具厂开发了集成CAD系统的DFMA工具。DFMA的工作过程可分两个阶段。第一阶段是，DFMA输出概念设计方案到CAD，这个方案具有最少的零件数量；第二阶段是，而CAD系统输出设计特征模型，经过特征映射后将制造特征模型输入到DFMA工具进行可制造性与可装配性分析。通过这种途径使DFMA知识库得到尽早利用，为缺乏知识的CAD系统把握方向。
通过对产品与模具的可制造性与可装配性的检查，就从源头消除了后续工序可能遇到的困难，大大减少出现缺陷和返工的可能性。
3模具的模块化设计方法与系统研究
缩短设计周期并提高设计质量是缩短整个模具开发周期的关键之一。模块化设计就是利用产品零部件在结构及功能上的相似性，而实现产品的标准化与组合化。大量实践表明，模块化设计能有效减少产品设计时间并提高设计质量。因此本文探索在模具设计中运用模块化设计方法。
3.1模具模块化设计的特点
模具的零部件在结构或功能上具有一定的相似性，因而有采用模块化设计方法的条件，但目前模具设计中应用模块化设计方法的研究报道还很少见。与其它种类的机械产品相比，模具的模块化有几项明显特点。
3.1.1模具零件的空间交错问题
模具零件在三维空间上相互交错，因此难于保证模块组合后没有发生空间干涉；难于清晰地进行模块划分。
笔者采取以下办法来克服这个问题：（1）利用Pro/E（或UGII等三维软件）的虚拟装配功能检测干涉；（2）按结构与功能划分相结合。模块划分就是部件划分并抽取共性过程。结构相对独立的部件按结构进行划分，设计出所谓的结构模块；而在空间上离散或结构变化大的部件则按功能划分，设计出所谓的功能模块。这样划分并进行相应的程序开发后，结构模块的结构可由结构参数为主，功能参数为辅简单求得；而对于功能模块，可由功能参数为主，结构参数为辅出发进行推理，在多种多样的结构形式中做出抉择。
3.1.2凸凹模及某些零部件外形无法预见
某些模具零件（如凸凹模）的形状和尺寸由产品决定因而无法在模块设计时预见到，所以只能按常见形状设计模块（如圆形或矩形的冲头）,适用面窄；某些模具零件（如冲压模的工件定位零件）虽然互相配合执行某一功能，但它们的空间布置难寻规律与共性，因此即使按功能划分也不能产生模块。
笔者认为，模块化是部件级的标准化，而零件标准化可视为零件级的模块化。两个级别上的标准化是互相配合的。因此，要开发零件库并纳入模块库，以弥补模块覆盖不全的缺憾。当零件必须逐个构造时，一个齐全的便于使用的零件库对提高效率很有帮助。
3.1.3模具类型与结构变化多
模具可有不同的工序性质，如落料、冲孔等；有不同的组合方式，如简单模、连续模等；还有不同的结构形式，种类极其繁多。因此，必须找到适当途径，使较少的模块能组合出多种多样模具。
为此，笔者提出了以下方法：（1）在Pro/E（或UGII等三维软件）的参数化设计功能及用户自定义特征功能的基础上进行二次开发，使模块具有较大“可塑性”，能根据不同的输入参数可产生较大的结构变化；（2）分层次设计模块。用户可调用任一层次上的模块，达到了灵活与效率两个目标。使用小模块有灵活多变的优点，但效率低，使用大模块则相反。
3.2模具模块化设计的实施
为了实施模块化设计，并证明以上方法的可行性，笔者基于Pro/E二次开发，开发出一套模具模块化CAD系统。系统分两大部分：模块库与模块库管理系统。
3.2.1模块库的建立
模块库的建立有三个步骤：模块划分、构造特征模型和用户自定义特征的生成。标准零件是模块的特例，存在于模块库中。标准零件的定义只需进行后两步骤。
模块划分是模块化设计的第一步。模块划分是否合理，直接影响模块化系统的功能、性能和成本[3]。每一类产品的模块划分都必须经过技术调研并反复论证才能得出划分结果。
对于模具而言，功能模块与结构模块是互相包容的。结构模块的在局部范围内可有较大的结构变化，因而它可以包含功能模块；而功能模块的局部结构可能较固定，因而它可以包含结构模块。
模块设计完成后，在Pro/E的零件/装配（Part/Assembly）空间中手工建构所需模块的特征模型，运用Pro/E的用户自定义特征功能，定义模块的两项可变参数：可变尺寸与装配关系，形成用户自定义特征(User-DefinedFeatures，UDFs)。生成用户自定义特征文件（以gph为后缀的文件）后按分组技术取名存储，即完成模块库的建立。
3.2.2模块库管理系统开发
系统通过两次推理，结构选择推理与模块的自动建模，实现模块的确定。第一次推理得到模块的大致结构，第二次推理最终确定模块的所有参数。通过这种途径实现模块“可塑性”目标。
在结构选择推理中，系统接受用户输入的模块名称、模块的功能参数和结构参数，进行推理，在模块库中求得适用模块的名称。如果不满意该结果，用户可指定模块名称。在这一步所得到的模块仍是不确定的，它缺少尺寸参数、精度、材料特征及装配关系的定义。
在自动建模推理中，系统利用输入的尺寸参数、精度特征、材料特征与装配关系定义，驱动用户自定义特征模型，动态地、自动地将模块特征模型构造出来并自动装配。自动建模函数运用C语言与Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发而成。UDFs的生成方法及参数驱动实现自动建模的程序见参考文献[4]。
通过模块的调用可迅速完成模具设计。这个系统在本厂应用后了模具设计周期明显缩短。由于在模块设计时认真考虑了模块的质量，因而对模具的质量起基础保证作用。模块库中存放的是相互独立的UDFs文件，因此本系统具有可扩充性。
4总结
由于采取了上述措施，科龙集团某一新品种空调的模具从设计到验收只需三个月就完成了，按可比工作量
计算，开发周期比以前缩短了约1/4，而且模具质量和成本都有所改善，明显增强企业竞争力。
参考文献
1王知衍译，面向制造与装配的产品设计，北京：机械工业出版社，1999
2张林宣，童秉枢，王春河等，一种实用的综合集成DFA系统的研究，清华大学学报（自然科学版），1998，38（11）：69-72
