1.本发明属于机械产品三维装配工艺设计技术研究领域，尤其是制造数据驱动的三维装配工艺快速变型设计方法。
背景技术：
2.随着信息化技术的不断提升与运用，设计水平已由原来的甩二维图逐渐向甩工程图发展,越来越多的企事业将三维数字化工艺设计进行了研究和应用。与传统工艺设计不同，三维数字化装配工艺设计主要包括装配工艺规程设计、工艺模型构建、装配动画设计、pbom构建和装配工艺发布等内容，而对于装配工艺的发布文件，大都进行轻量化处理，目前主要通过产品设计模型转化构建工艺设计模型，针对产品设计变更，目前已基本实现了装配工艺模型的自动变更。
3.在高质量发展需求下，新的制造技术、制造布局及资源等不断迭代优化，并且，工程机械产品越来越具备系列化和多配置化等特性，且研发过程采用都是样机试制到批产模式，阶段跨制造资源，这对装配工艺设计及变更效率提出了挑战。
4.装配工艺设计过程中，装配工艺规程设计、工艺模型构建、pbom构建以及发布文件的制作是核心关键内容。目前三维装配技术研究利用计算机对产品的空间位置、拓扑结构以及装配约束关系进行分析和推理，通过以上几种要素的综合评价，推荐最优装配，而对于工艺分离面的划分和pbom的构建方法，都是工艺人员根据装配层次的需要和现场分工对零部件进行重组、拆分和删减处理，完成工艺分离面的划分，进而完成后续装配动画设计，发布文件是将规程及模型信息组合，然后以轻量化模式进行发布。在制造阶段发生变化时，需要重复上述过程，对各个组件的装配工艺重新设计或者逐个更改。
技术实现要素：
5.目前各技术研究的装配工艺规程变型、工艺模型变更、pbom变型和发布文件的制作，需要手动进行调整，尤其是工艺规程和发布文件，无法有效批量变型，需要对信息进行逐个变型，发布文件需要重新制作，基本与重新进行装配工艺设计无异，效率低。
6.为解决现有技术中存在的装配工艺规程变型需要手动进行调整，无法批量变型的问题，考虑到新工艺、制造资源布局及制造分工等变化，结合三维数字化装配工艺快速设计及变更需求，本发明提供一种基于试验知识和工艺知识数据、制造资源数据驱动的装配工艺规程自动批量变更、装配工艺模型自动变更以及装配工艺发布数据的快速变型设计方法。
7.本发明采用以下技术方案实现该技术目的。
8.一方面，本发明提供一种数据驱动的三维装配工艺变型设计方法，包括：获取变型设计前的三维装配工艺模型，基于变型设计前的三维装配工艺模型获取变型设计前的工艺设计信息；获取变型设计前后三维装配工艺模型对应的产品设计模型，对变型设计前后的产
品设计模型比对获取产品设计变型信息，形成变型设计要求；根据变型设计要求，通过匹配装配工艺资源库和装配工艺方法库确定变型方案；根据变型方案匹配装配工艺参数库获取工艺参数信息；依据变型设计前的三维装配工艺模型的工艺设计信息、所述变型方案以及工艺参数信息，创建变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程；依据变型设计前的三维装配工艺模型，创建变型设计后的三维装配工艺模型；在变型设计后的三维装配工艺模型和其工艺规程的基础上，依据变型设计前三维装配工艺模型的pbom结构，生成变型设计后三维装配工艺模型的pbom结构。
9.进一步地，基于变型设计前的三维装配工艺模型获取变型设计前的工艺设计信息，包括：遍历变型设计前三维装配工艺模型中的装配工艺规程树、属性、pmi标注信息和特征信息，获取变型设计前的三维装配工艺模型的工艺物料清单pbom、工艺规程、几何模型及几何模型的处理信息。
10.进一步地，所述产品设计变型信息包括变型设计前后的产品设计模型信息和生产管理信息，其中所述产品设计模型信息包括物料、变型设计前后的产品设计模型的特征、变型设计前后的产品设计模型的几何及属性，生产管理信息包括生产纲领、生产批次和库存。
11.进一步地，根据变型设计要求，通过匹配装配工艺资源库和装配工艺方法库确定变型方案，包括：根据变型设计要求配置工艺规程变型规则，从装配工艺资源库中，匹配对应的制造资源信息；将工艺规程变型规则匹配装配工艺方法库获得变型设计后三维装配工艺模型的装配工艺，根据装配工艺设置产线及加工中心切换策略，设置工位信息、检验信息和工装工具切换策略；根据变型设计要求，结合生产管理信息，确定变型策略。
12.进一步地，依据变型设计前的三维装配工艺模型的工艺设计信息、所述变型方案以及工艺参数信息，创建变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程，具体包括：根据匹配获得的制造资源信息，确定产品装配工厂、工作中心以及工作单元，确定划分的结构化的资源信息；根据产线及加工中心切换策略，基于结构化的资源信息，更新工艺规程中的工厂、工作中心以及各工作单元的工序信息；根据变型策略，确定工厂、工作中心以及各工作单元的工序信息及资源匹配关系，建立变型设计前后差异化的关键装配工艺的工序或工步内容以及资源信息之间的关系以完成资源替换；利用装配工艺参数库确定检验信息参数以及资源替换引发的工艺参数变化，以实现对装配工艺参数的全局替换。
13.进一步地，依据变型设计前的三维装配工艺模型，创建变型设计后的三维装配工艺模型，包括：根据变型设计前后差异化的关键装配工艺的工序或工步内容以及资源信息之间的关系，以及检验信息参数以及资源替换引发的工艺参数变化，继承变型设计后共性部分的爆炸图、动画及技术要求信息，对差异化信息与工序工步模型适应性匹配，构建变型
设计后的三维装配工艺模型、爆炸图及动画。
14.进一步地，还包括三维可视化发布变型设计后的三维装配工序工步模型，根据变型设计后的三维装配工艺模型及其工艺规程，比对变型设计前三维装配工艺模型的工序工步模型，记录变型设计前后差异化信息，包括物料、工艺规程、工序工步模型、爆炸图及动画信息。
15.进一步地，所述方法还包括：根据变型设计后的三维装配工艺模型的pbom结构匹配至产品设计模型型号，与变型设计前的产品设计模型建立基本基线管理，实现产品设计模型型谱管理与数据追溯。
16.进一步地，所述方法还包括：对变型设计前后的生产管理信息进行管理；根据工厂、工作中心、工作单元及工序工步模型，发布各工序所需三维工艺。
17.第二方面，本发明还提供了一种数据驱动的三维装配工艺变型设计系统，包括：装配知识库模块，所述装配知识库模块包括匹配装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库；变型设计信息比对模块，用于获取变型设计前的三维装配工艺模型，基于变型设计前的三维装配工艺模型获取变型设计前的工艺设计信息；获取变型设计前后三维装配工艺模型对应的产品设计模型，对变型设计前后的产品设计模型比对获取产品设计变型信息，形成变型设计要求；变型方案规划模块，用于根据变型设计要求，通过匹配装配工艺资源库和装配工艺方法库确定变型方案；根据变型方案匹配装配工艺参数库获取工艺参数信息；依据变型设计前的三维装配工艺模型的工艺设计信息、所述变型方案以及工艺参数信息，创建变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程；依据变型设计前的三维装配工艺模型，创建变型设计后的三维装配工艺模型；变型处理模块，用于在变型设计后的三维装配工艺模型和其工艺规程的基础上，依据变型设计后的三维装配工艺模型和变型前的pbom结构，生成变型设计后三维装配工艺模型的pbom结构。
18.本发明所取得的有益技术效果：本发明提供的一种数据驱动的三维装配工艺变型设计方法和系统，通过对变型设计前后的三维装配工艺模型对应的产品设计模型的差异化信息进行比对，形成变型设计要求；利用了匹配装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库组成的装配工艺知识数据库，确定了变型方案，能够实现自动匹配变型设计后的产品设计模型的装配工艺规划、工艺路线、检验信息、工艺要求等信息，实现工艺规程变型设计自动化；通过工艺规程与工序工步驱动关系，自动比对，实现三维可视化发布用工序工步模型自动变更，实现数据驱动的装配工艺设计，促进知识积累，提高研发质量，促进工艺制造一体化，降低研发成本。
附图说明
19.图1为具体实施例提供的数据驱动的三维装配工艺变型设计方法流程示意图；图2为具体实施例提供的数据驱动的三维装配工艺变型设计方法采用的装配工艺
知识数据库基本组成示意图；图3为具体实施例提供的数据驱动的三维装配工艺变型设计方法中三维可视化发布示意图。
具体实施方式
20.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
21.为了更好地理解本技术，以下给出本技术涉及的技术术语的解释。
22.工序工步模型是三维装配工艺模型对应的装配工艺的每道工序工步对应的模型；装配工艺包括工艺规程、几何模型、pbom等信息。
23.装配工艺确定后，用三维装配工艺模型，生成工序工步模型，也就是工艺规程里面的每一步的几何模型。
24.产品设计模型中有几何、物料信息和属性信息，产品设计模型对应的物料及其属性。
25.实施例1：数据驱动的三维装配工艺变型设计流程如图1所示，包含以下步骤：步骤1，在协同工作平台pdm系统中下载复制变型设计前的三维装配工艺模型，通过遍历变型设计前三维工艺模型中的装配树、属性、pmi标注和特征等信息，获取变型设计前的工艺设计信息，包括：pbom、工艺规程、装配模型（即三维装配工艺模型的几何模型）及几何模型处理信息；步骤2，获取变型设计前后三维装配工艺模型对应的产品设计模型，对变型设计前后的产品设计模型比对获取产品设计变型信息，获取变型设计要求，产品设计变型信息，包括变型设计前后的产品设计模型信息，如物料、变型设计前后的产品设计模型特征、变型设计前后的产品设计模型的几何及属性，以及生产管理信息，如生产纲领、生产批次、库存等信息；步骤3，根据变型设计要求，配置工艺规程变型规则，从装配工艺知识数据库（知识数据库包括装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库）中的装配工艺资源库中，选择对应的制造资源信息；需要说明的是，本技术中本领域技术人员能够采用现有技术实现装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库，各个库的建立不是本技术的发明点，因此不做详细介绍。
26.将工艺规程变型规则匹配知识数据库中的装配工艺方法库获得装配工艺方法，根据装配工艺方法设置产线及加工中心切换策略；设置工位信息、检验信息、工装工具等切换策略；根据变型设计要求，结合生产管理信息，形成工艺知识推理，确定变型基本策略；步骤4，依据变型设计前的三维装配工艺模型的工艺设计信息、所述变型方案以及工艺参数信息，创建变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程；具体包括：根据匹配获得的制造资源信息，确定产品装配工厂、工作中心以及工作单元，确定划分的结构化的资源信息；根据产线及加工中心切换策略，基于结构化的资源信息，更新工艺规程中的工厂、工作中心以及各工作单元的工序信息；根据变型策略，确定工厂、工作中心以及各工作单元的工序信息及资源匹配关系，建立变型设计前后差异化的关键装配工艺的工序或工步内容以及资源信息之间的关系以
完成资源替换；所述关键装配工艺包括新工艺使用，如压装、冷装、热装等，新流程应用，如装配顺序、装配工装、装配工具等，依据装配工艺技术及资源匹配关系，自动建立关键物料装配工艺工序/工步内容、资源等信息。
27.利用装配工艺参数库确定检验信息参数以及资源替换引发的工艺参数变化，以实现对装配工艺参数的全局替换。建立物料与检验、装配方法与检验等结构化关系，包括螺栓与拧紧力矩、压装与压力、冷装与温度及时间等，点击替换，替换工序检验信息内容，同时，对资源替换引发的工艺参数变化，可在全局产品范围内，对工艺资源使用出，进行整体替换。
28.具体实施例中划分制造资源，如图2中装配工艺资源所示，包括：确定产品装配工厂ai、工作中心aicm及工作单元a
icm
un，给出获取结构化的工位资源信息，选择确认后，自动更新工艺规程中的工厂、工作中心、工序信息。
29.图2中还示出了装配工艺方法库，包括了整机装配方法、一级组件装配方法、二级组件装配方法以及三级组件装配方法等，装配工艺参数库包括了压装工艺参数、螺栓装配参数、检验信息和冷装工艺参数等。
30.步骤5，依据变型设计前的三维装配工艺模型，创建变型设计后的三维装配工艺模型；在变型设计后的三维装配工艺模型和其工艺规程的基础上，依据变型设计后的三维装配工艺模型和变型前的pbom结构，生成变型设计后三维装配工艺模型的pbom结构。
31.具体实施例中，匹配物料装配处与工序关系，继承变型设计前后共性部分的爆炸图、动画及技术要求信息，通过比对产品、组件、部件物料，将等同替换物料、新增物料等差异化信息与工序工步适应性匹配，快速构建装配工艺模型、爆炸图及动画。
32.实施例2：在实施例1的基础上，进一步地可选地，数据驱动的三维装配工艺变型设计方法还包括：步骤6，pbom及基线构建，生成pbom结构，根据装配工艺模型与工艺规程，驱动生产pbom基本结构，检入pdm系统中，自动匹配至产品设计模型型号，与变型设计前的产品设计模型建立基本基线管理，实现产品设计模型的型谱管理与数据追溯；实施例3：基于以上实施例，本实施例提供的一种数据驱动的三维装配工艺变型设计方法还包括：步骤7:生成三维可视化发布的变型设计后的三维装配工艺模型的装配工序工步模型，根据变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程与三维装配工艺模型，比对变型设计前的三维装配工艺模型的工序工步模型，记录变更信息，驱动替换下载复制的模型，包括物料、工艺规程、工序工步模型、爆炸图及动画等信息；三维可视化发布如图3所示，建立装配工艺可视化发布模板，并进行：首先，根据三维装配工艺设计，对装配模型进行轻量化，并通过工艺规程设计信息进行模型的结构化组织；其次，依据企业基本推送发布规则，其基本特征包括根据变型设计的生产管理信息，如库存、执行批次等，实现发布的有效性管理；根据工厂、工作中心、工作单元及工序工步信息，精准发布各工序所需三维装配工艺；最后，生产制造端通过三维可视化发布界面，进行当前物料任务、资源使用和工序属性（包括工作中心、工位等）的信息快速定位和获取，进行生产装配任务。
33.与以上实施例提供的一种数据驱动的三维装配工艺变型设计相对应地，本发明实施例还提供了一种数据驱动的三维装配工艺变型设计系统，包括：
装配知识库模块，所述装配知识库模块包括匹配装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库；变型设计信息比对模块，用于获取变型设计前的三维装配工艺模型，基于变型设计前的三维装配工艺模型获取变型设计前的工艺设计信息；获取变型设计前后三维装配工艺模型对应的产品设计模型，对变型设计前后的产品设计模型比对获取产品设计变型信息，形成变型设计要求；变型方案规划模块，用于根据变型设计要求，通过匹配装配工艺资源库和装配工艺方法库确定变型方案；根据变型方案匹配装配工艺参数库获取工艺参数信息；依据变型设计前的三维装配工艺模型的工艺设计信息、所述变型方案以及工艺参数信息，创建变型设计后的三维装配工艺模型的工艺规程；依据变型设计前的三维装配工艺模型，创建变型设计后的三维装配工艺模型；变型处理模块，用于在变型设计后的三维装配工艺模型和其工艺规程的基础上，依据变型设计后的三维装配工艺模型和变型前的pbom结构，生成变型设计后三维装配工艺模型的pbom结构。
34.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统及其中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
35.本发明建立制造过程转化的装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库，实现工艺变型、变更设计过程中，装配工艺的工作中心、工位的批量转化，工序工步中工艺方法、资源、工具等信息的整机全局替换，并根据产品品系系列，进行工位装配工艺模型的自动构建和快速调整，同时基于装配工艺规程和模型信息，驱动pbom的更新和发布文件的自动更新。
36.本发明提供的三维装配工艺变型设计方法，是在已有产品的三维装配工艺模型基础上，对产品设计、工艺进行变配置、变布局等处理形成的产品；装配工序工步模型是由一个装配工艺模型驱动生成的，反应各工序工步装配物料、状态、资源及技术要求等信息的模型，是三维可视化发布的主要模型；利用了装配工艺资源库、装配工艺方法库和装配工艺参数库组成的装配工艺知识数据库，实现了将装配经验、知识、方法与资源和技术等载体关联。
37.本发明的特点是，基于知识数据库，抽离资源、技术方法和装配知识等信息，匹配物料及工序工步，驱动工艺规程的自动变更和全局变换，快速生成工艺规程、工序工步内容、检验信息等内容；建立变型比对，实现对变型物料、配置、布局等信息的快速模型分配，实现装配工艺模型的快速设计；利用模型驱动，加载模型替换关系，实现装配工艺模型驱动的工序工步模型自动变更处理；利用装配工艺设计，驱动生成pbom信息，与产品型谱关联，与基本型产品装配工艺信息匹配、可追溯。根据变型设计后的装配工艺，自动变化发布三维装配工艺模型的工序工步模型。
38.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产
品的形式。
39.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
40.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
41.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
42.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。