半掛車配件是車體上較復雜的關鍵件，必須滿足多方面的性能要求，遵循一些法規(guī)和公認的標準要求。過去，我國在半掛車配件部件的國產(chǎn)化方面，往往只注意到產(chǎn)品自身的幾何形狀、尺寸公差等，缺乏產(chǎn)品理念、運行實況、加工環(huán)境、材質狀態(tài)等方面集成的考慮方式，造成了一些國產(chǎn)化試制過程的失誤。

以某企業(yè)半掛車配件有限公司車軸系列產(chǎn)品而言，目前該企業(yè)在高速發(fā)展的過程中，產(chǎn)品市場訂單很多，不同用戶對產(chǎn)品的需求不同，型號、規(guī)格多種多樣，產(chǎn)品研發(fā)能力跟不上。在產(chǎn)品開發(fā)工作中，由于缺乏先進技術手段的應用，導致圖紙設計工作量大、重復勞動多、研發(fā)周期長，設計主要依靠設計人員的經(jīng)驗，缺乏科學的分析計算和優(yōu)化，設計錯誤經(jīng)常導致制造過程中圖紙修改，造成廢品、返工等不必要的損失。

我國在此領域的研究與開發(fā)水平與有關發(fā)達國家相比尚有很大差距，急需在半掛車配套關鍵零部件(如車袖、支承、懸架、牽引座和牽引銷等)設計制造方面開展科學研究和技術開發(fā)工作，提升我國在半掛車配件設計與制造方面的技術水平。

就目前來說，該企業(yè)車軸系列的設計方法依然停留在人工計算上，因此導致設計的精度和效率大為降低。車軸設計是一個經(jīng)驗性很強的行業(yè)，設計人員在長期工作中積累的經(jīng)驗與知識對車軸設計過程起著十分重要的影響。盡管CAX技術應用越來越廣泛，但目前CAX技術大部分還停留在計算機輔助層次，難以勝任對產(chǎn)品開發(fā)的CAX技術提升到智能設計層次，實現(xiàn)這一飛躍可以通過人工智能和工程領域知識，構建自動設計( Knowledge Based Engineering，KBE) 系統(tǒng)來達到。本文通過對計算機輔助車軸設計軟件的開發(fā)，將參數(shù)變型設計技術融于自動設計建模過程中，基于該模型建立了一種自動裝配系統(tǒng)框架。在描述和分析該框架的基礎上，給出了一個原型系統(tǒng)，并敘述了其實施過程。

1 參數(shù)化變型設計基本原理

變型設計是在不破壞原設計的基本原理和基本結構特征的基礎上，選取相似實例，對此相似實例進行修改和完善。當進行變型設計時，首先將用戶要求或設計任務分解，得到產(chǎn)品的基本功能原理和基本性能參數(shù)。依照-定的算法，把這些基本性能參數(shù)與事物特性表中的參數(shù)相匹配，從實例庫中搜索出最相似的實例。提取此相似實例，參照優(yōu)化計算的結果，在此基礎上按照用戶的要求進行實例的修改。

在修改的過程中，可能是簡單的零部件局部的尺寸修改，而結構完全一樣，這屬于產(chǎn)品規(guī)格的變化，可以通過參數(shù)化的零件模型來實現(xiàn)也有可能是產(chǎn)品型號的改變，這時候產(chǎn)品始結構發(fā)生了局部的變化，同時尺寸也有可能發(fā)生變化，這就要通過零件實側的穩(wěn)互組合來實現(xiàn)。當改變某個零件的結構形式或幾何尺寸時，由于零件與零件之間不但有尺寸聯(lián)接關系，而且都存在隱性的裝配約束關系(包括位置關系，聯(lián)接關系，運動關系等)，所以整個裝配體也隨零部件的變化發(fā)生指應的變化，而此時裝配模型并沒有被破壞。

在變型過程中，首先要兼顧裝配模型的基本裝配關系和裝配約束，同時對修改后的裝配體進行裝配性能的分析，基于提醒規(guī)則和知識進行推理，對裝配性能做出判斷和決策。必要時進行人機交互，通過裝配模型的自學習功能使規(guī)則和知識不斷完善，最后得到變型結果。在進行裝配性能分析時，可能產(chǎn)生一些新的規(guī)則和知識，應將這些新規(guī)則存入裝配規(guī)則庫和知識庫中，由于變型過程中也有可能產(chǎn)生一些新約裝配關系秘裝配約束，所以裝配模罵道會不斷更新，下次變型時參照的將是新的裝配模型。變型結果也應該以新的實例符入實例庫。

半掛車配件參數(shù)化變型設計系統(tǒng)是專門針對半掛車配件而開發(fā)的一種實現(xiàn)裝配圖參數(shù)化變型設計的軟件。軟件通過語言編程來建立半掛車配件零件之間的裝配約束，企業(yè)只需要根據(jù)客戶需要輸入必要的參數(shù)，就可以通過該軟件驅動圖形，最終變型后裝配圖輸出到CAD界面，通過打印設備即可出工程圖指導工作實際。當然，在軟件開發(fā)之前，要對其進行成本效益、市場需求、生產(chǎn)規(guī)模和費用估計，以及可行性分析。變型過程中依據(jù)的整個產(chǎn)品模型也是一個動態(tài)的模型。