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| 編輯推薦： |
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自20世纪90年代末以来，三维数字化设计方法支撑的设计重用技术得到了广泛研究，设计重用甚至被预言是未来CAD系统的重要功能之一。同时，互联网和制造企业不断累积的三维模型，也为基于模型的信息重用提供了数据基础。本书结合作者团队成员多年的研究成果，以三维装配体类模型为对象，从“形状”、“语义”和“拓扑”等多个维度，分别给出了“模型检索”、“通用结构发掘”和“功构关系发掘”的具体实现方法，全书所提的方法都经过了实例验证，相关领域的研究和工程人员可依据书中的理论和方法开发相应的软件工具，直接应用于制造企业的虚拟产品开发环境，进而支持具有信息完整性和通用性的设计单元多粒度重用。
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| 內容簡介： |
《三维CAD模型的信息发掘与重用》重点以三维装配体为对象，详细阐述了CAD模型信息发掘与重用的相关原理和方法。
全书共分为4篇: 第1篇叙述模型信息重用的内涵和相关方法的发展现状，解析了数字化环境
下可重用模型信息的主要构成; 第2篇探讨装配体模型检索方法，分别依据离散化零件信息、考虑零件连接关系和构建空间连接骨架三类途径，阐述了装配体模型检索原理和具体算法; 第3篇探讨装配体通用结构发掘方法，叙述了基于属性连接图和广义面邻接图两类通用结构发掘原理和算法; 第4篇研究装配体功能结构分析与信息重用方法，分别给出了基于功能信息标注和功能概率的装配体功能结构关系挖掘方法。另外，本书引入了大量三维模型实例，对所提出的方法进行有效性验证，同时帮助读者深入理解各种方法的应用场景和效果。
本书适合作为计算机辅助设计、机械产品研制和知识工程平台建设领域的研究与工程技术人员参考书，也可作为高等院校相关专业教师、研究生和高年级本科生的参考书。
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| 關於作者： |
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张杰，博士，副教授，西北工业大学航空宇航制造工程专业硕士生导师，主要从事计算机辅助技术、数字化装配方向的教学和科研工作。2002年毕业于西北工业大学自动控制专业，2006年和2009年分别获西北工业大学航空宇航制造工程硕士、博士学位，2009年进入西北工业大学机械工程博士后流动站工作，2011年在西北工业大学机电学院现代设计与集成制造技术教育重点实验室从事教学与科研工作，2014-2015年赴美国Worcester Polytechnic Institute从事CAD方面的合作研究。在教学方面，主要讲授《计算机辅助几何造型设计》、《计算几何》、《几何造型原理及应用》和《工程材料与航空制造基础》等多门课程；在科研方面，先后主持国家自然科学基金、国家863项目、国防基础科研项目、工信部智能制造专项子课题、中国博士后科学基金、航天基金等项目12项，发表学术论文40余篇（其中SCI收录15篇），授权发明专利6项，获得陕西省科学技术二等奖1项。余剑峰，博士，副教授，西北工业大学航空宇航制造工程专业硕士生导师，主要从事计算辅助技术、数字化装配等方面的教学与科研工作。1995年获西北工业大学飞行器制造工程学士学位，199
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| 目錄：
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第1篇三维模型信息发掘与重用基础
第1章模型信息重用理论的发展分析
1.1引言
1.2模型信息发掘与重用的内涵
1.3模型信息发掘与重用技术的发展
1.3.1三维模型检索
1.3.2机械工程领域的模型检索
1.3.3三维模型通用结构发掘
1.3.4国内外模型检索平台
参考文献
第2章三维模型可重用信息构成分析
2.1引言
2.2三维模型信息的可重用性
2.3三维模型索引信息的构成
2.3.1零件信息
2.3.2装配信息
2.3.3功能信息
2.3.4层次信息
2.4模型关联的产品生命周期信息
参考文献
第2篇装配体模型检索
第3章基于离散化零件信息的装配体检索
3.1引言
3.1.1装配体信息描述空间构建
3.1.2零件信息的描述
3.1.3装配体模型描述符构建
3.2基于空间点集匹配的装配体相似性分析
3.2.1基于空间点距离的零件相似性计算
3.2.2基于多对多匹配的装配体相似性计算
3.3装配体模型的局部检索
3.4实例分析
3.4.1整体检索实例
3.4.2局部检索实例
3.4.3检索时间分析
参考文献
第4章考虑零件连接关系信息的装配体模型检索
4.1引言
4.2零件及连接关系信息描述
4.2.1基于图的装配体信息描述模型
4.2.2图结构完整性判别
4.3基于随机游走模型的零件结构特征分析
4.3.1零件连接关系紧密度评价
4.3.2装配体结构的随机游走分析
4.3.3零件结构特征规范化
4.4零件综合相似性分析
4.5基于二分图最优匹配的装配体相似性分析
4.5.1面向装配体相似性分析的二分图构建
4.5.2二分图最优匹配
4.5.3装配体结构相似性评价
4.6实例分析
4.6.1飞机襟翼相似性分析实例
4.6.2轴承相似性分析实例
参考文献
第5章基于空间连接骨架的装配体检索
5.1引言
5.2基于空间连接骨架的装配体模型描述
5.2.1装配体的空间连接骨架
5.2.2装配体的广义形状距离
5.2.3装配体的广义形状描述符构建
5.3装配体整体结构相似性分析
5.3.1零件广义形状序列构建
5.3.2零件广义形状序列匹配
5.3.3基于最优匹配的装配体整体相似性度量
5.4装配体局部结构相似性分析
5.4.1装配体广义属性连接图构建
5.4.2装配体的局部结构匹配
5.4.3装配体的局部结构相似性度量
5.5实例分析
5.5.1装配体整体相似性分析实例
5.5.2装配体局部结构相似性分析实例
5.5.3检索结果分析
参考文献
第3篇装配体通用结构发掘
第6章基于属性连接图的装配体通用结构发掘
6.1引言
6.2装配体中连接属性的描述
6.3融合个体差异的属性聚类分析
6.3.1零件个体局部差异的融合思路
6.3.2基于DBSCAN的零件和连接关系聚类
6.4基于图描述的通用结构发掘
6.4.1频繁子图的相关定义
6.4.2基于gSpan的装配体通用结构发掘算法
6.4.3基于FFSM的装配体通用结构发掘算法
参考文献
第7章基于广义面邻接图的装配体通用结构发掘
7.1引言
7.2融合形状特征的广义面邻接图构建
7.2.1广义面邻接图的定义
7.2.2曲率区域的表示
7.2.3几何面和几何边的信息量化
7.2.4装配体零件的形状参数量化
7.2.5零件间配合信息的量化
7.2.6装配体描述符构建
7.3广义面邻接图上的通用结构挖掘
7.3.1广义面邻接图的简化处理
7.3.2频繁子图结构的查找
7.4实例分析
7.4.1广义面邻接图构建
7.4.2通用结构发掘
参考文献
第4篇装配体功能结构分析与信息重用
第8章基于功能信息标注的装配体功能结构关系挖掘
8.1引言
8.2功能结构关系的定义
8.3通用结构功能关联规则
8.3.1功能相关的关联规则构建
8.3.2关联规则的相关度分析
8.4基于Apriori算法的CDSAF关联规则挖掘算法
8.5实例分析
参考文献
第9章基于功能概率的装配体功能结构关系挖掘
9.1引言
9.2基于向量的功能属性描述方法
9.2.1结构向量定义
9.2.2功能向量定义
9.3基于最大似然估计的功能结构关系概率描述
9.4装配体核心功能集与典型结构集提取
9.5实例分析
9.5.1功能结构关系概率描述
9.5.2核心功能集和典型结构集提取
参考文献
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| 內容試閱：
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21世纪初，我国制造企业在计算机辅助技术方面的应用深度和广度不断拓展，并与产品数据管理平台结合形成了虚拟开发环境，由此引发了以三维模型为核心的产品研制模式变革。从2010年开始，我们同多家航空科研院所与制造企业合作，开展了复杂产品数字化协同研制技术的研究，合作单位广泛提出了如何从已有模型资源中获取需要的三维模型信息、如何归纳产品的典型结构单元等问题。我们认为，这些问题反映了企业在新的产品数字化研制体系下的信息重用需求，从而引起了对深入探索三维模型信息发掘方向的兴趣。
在现代机械产品设计中，三维模型作为产品数字化研制的重要构成要素，其应用范围从早期产品上游阶段的结构表征，逐步拓展到工艺、制造、装配和维修/维护等下游阶段，在关联和承载产品全生命周期信息方面发挥了不可替代的作用。与此同时，工程人员的主要工作从文本编辑和图纸绘制逐步过渡到围绕模型的信息定义和操作中，这不仅对人员专业水平提出了更高要求，而且极大地耗费了人们的时间和精力。因此，如何从已有模型资源中发掘可重用信息，降低模型定义和操作的复杂度，成为提升产品研制效率的关键。然而，模型信息资源的重用涉及企业信息系统架构、模型资源库构建、知识表示、流程固化以及核心算法开发等多个方面，是一项庞大的系统工程，难以一蹴而就。本书重点针对不同场景下的模型资源重用需求，以三维装配体为对象，从模型检索、通用结构发掘和模型功能结构关系发掘三个方面，探讨模型信息量化描述和相似性分析等原理和方法，进而构建相应的求解算法，为数字化研制体系下三维模型知识的获取和表达奠定基础。
本书分为4篇，共9章： 第1，3，4，7章由张杰教授编写，第2章由孙炜博士编写，第5，6章由余剑峰副教授编写，第8，9章由李原教授编写。西北工业大学航空宇航智能装配技术团队的王延平博士、徐志佳博士、王攀博士、逄嘉振博士、季宝宁博士和左咪硕士，共同参与了本方向的多项科研项目研究工作，并在本书的实例整理和算法搭建等方面提供了助力。
首先特别感谢国家自然科学基金 “支持多粒度重用的三维装配体多源信息融合发掘研究(51475371)”以及国防基础科研 “全流程设计与仿真技术”等项目对本书研究工作的资助。
我们还要特别感谢成都飞机工业(集团)有限责任公司的余志强研究员、华南理工大学的王清辉教授，他们作为同行专家对本书的选题进行了评价。
我们还要衷心感谢西北工业大学、清华大学出版社的有关编辑、校对，有了他们的大力支持和合作，本书才能顺利与读者见面。
我们还要特别感谢国内外诸多专著、教材和高水平论文的作者们，他们的研究成果使我们受益匪浅，为本书的编写提供了重要的支撑，也为我们继续深入探索本领域的相关问题提供了信心和动力。
由于作者学术水平和时间的限制，书中不妥和错误之处在所难免。我们衷心希望各位专家和读者不吝赐教。
张杰
2022年5月
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