時間：2022-06-28 19:49:29
序論：在您撰寫三維數(shù)字化論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1激光掃描建模技術(shù)激光掃描建模是利用地面激光掃描儀快速、高精度、無接觸獲取物體表面的三維信息，量測特征點(diǎn)、特征線、特征面，建立立體模型，并加以色彩信息［5］，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界的快速模擬。一般來說，使用該技術(shù)構(gòu)建的模型細(xì)節(jié)豐富，對軟硬件要求較高，經(jīng)常用于精細(xì)模型的創(chuàng)建。
1.2貼圖烘焙技術(shù)貼圖烘焙技術(shù)是一種模型預(yù)處理技術(shù)，把光照信息渲染成貼圖的方式，然后將烘焙后的貼圖再貼回到場景中的技術(shù)［6］。經(jīng)處理后的模型含有場景中的光照信息和模型自身的紋理信息，軟件在進(jìn)行渲染時，不需進(jìn)行光照計算便可保持模型的顯示效果，大大提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。烘焙一般包含兩種類型：CompeteMap烘焙貼圖和Light－ingMap烘焙貼圖。
1.3地理特征數(shù)據(jù)庫技術(shù)FDB的數(shù)據(jù)組織采用了標(biāo)準(zhǔn)的三級層次結(jié)構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)源（DataSource），數(shù)據(jù)集（Data－set），要素類（FeatureClass）三個層級。數(shù)據(jù)源是當(dāng)前FDB的一個實(shí)例，包括了當(dāng)前FDB實(shí)例的所有數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)集是數(shù)據(jù)源的一個邏輯分組，所有的數(shù)據(jù)使用同一個模型庫、貼圖庫和相同的坐標(biāo)參考系；要素類是指在數(shù)據(jù)集中，負(fù)責(zé)具體組織管理不同的要素。
1.4CityMakerSDKCityMakerSDK采用標(biāo)準(zhǔn)的COM控件技術(shù)，提供了3DGIS應(yīng)用所需的相機(jī)控制、三維漫游交互、空間分析、地形分析、特征要素繪制等功能接口，可滿足不同用戶的開發(fā)需要。
2總體技術(shù)思路
彬縣大佛寺石窟三維數(shù)字化檔案建設(shè)是利用CAD建模技術(shù)［7］、三維激光掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等手段完成彬縣大佛寺石窟博物館周邊的地理環(huán)境、內(nèi)部各類地物以及各個洞窟的數(shù)字化工作，利用CityMaker軟件創(chuàng)建三維地理信息數(shù)據(jù)庫，借助CityMakerSDK組件進(jìn)行三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)研發(fā)，形成真實(shí)、客觀、準(zhǔn)確的三維數(shù)字化檔案，為后期的日常管理、文物立體展示奠定技術(shù)基礎(chǔ)。包括彬縣大佛寺石窟博物館的三維數(shù)字化、數(shù)據(jù)整合入庫、系統(tǒng)研發(fā)。
2.1三維模型的創(chuàng)建彬縣大佛寺石窟三維數(shù)字化檔案建設(shè)中需要的三維模型數(shù)據(jù)包括石窟造像三維模型、大佛寺石窟遺址區(qū)域地勢模型、大佛寺石窟場景模型。石窟寺中含有較多的佛龕造像，并且大小不一，雕刻細(xì)致程度不同，為精確記錄石窟造像三維數(shù)據(jù)，采用三維激光掃描儀對其進(jìn)行精細(xì)掃描，基于激光掃描建模方法構(gòu)建石窟造像模型；為確保數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，采用無人機(jī)航空影像數(shù)據(jù)經(jīng)加工獲取數(shù)字正射影像［8］，將其疊加到高精度的數(shù)字高程模型得到大佛寺石窟遺址區(qū)域地勢模型；根據(jù)三維激光掃描數(shù)據(jù)提取建筑物、路燈、廣告牌、石凳等場景內(nèi)地表以上的各類地物立面三維幾何信息，結(jié)合基礎(chǔ)地理信息資料，制作大佛寺石窟場景模型。所有數(shù)據(jù)均是以已有的1∶500地形圖為參考，紋理照片應(yīng)滿足CityMak－er三維模型制作要求。文物工作者對三維數(shù)字化的文物要求，主要有以下幾個方面：幾何精度高；造像神態(tài)與實(shí)物相符；場景內(nèi)的各類地物，尤其是標(biāo)志性建筑，要能表現(xiàn)出深厚的歷史文化氣息。為創(chuàng)建逼真文物三維模型，提升軟件運(yùn)行效率，需引入貼圖烘焙技術(shù)，同時在場景中布置合理的燈光，增強(qiáng)模型的顯示效果。
2.2數(shù)據(jù)整合及入庫數(shù)據(jù)制作完成后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫前檢查，檢查的主要內(nèi)容是模型坐標(biāo)軸是否置中、單個模型以及紋理文件的大小是否滿足要求、模型及紋理的命名、模型的制作效果、坐標(biāo)是否統(tǒng)一等。地理特征數(shù)據(jù)庫技術(shù)采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)組織管理方法，能夠真正實(shí)現(xiàn)對三維地理特征數(shù)據(jù)、三維模型和貼圖數(shù)據(jù)的一體化管理［9］。由于數(shù)據(jù)來源豐富、種類繁多，因此，在三維數(shù)字化檔案建設(shè)過程中，采用地理特征數(shù)據(jù)庫（FDB）技術(shù)對各類地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行組織管理，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的二三維一體化管理（圖1）。最終入庫時用到的模型數(shù)據(jù)格式為osg，紋理數(shù)據(jù)格式為dds，矢量數(shù)據(jù)格式為shp，柵格數(shù)據(jù)格式為tif。
2.3入庫后數(shù)據(jù)檢查由于不同的軟件具備不同的渲染方式，因此，同一種數(shù)據(jù)在不同軟件中的顯示效果不同，為了保證三維模型數(shù)據(jù)在入庫前后效果的一致，逼真再現(xiàn)石窟寺原貌，需要對模型顯示效果進(jìn)行對比分析。解決的方法是對建好的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行烘焙貼圖，批量導(dǎo)出為OSG格式的模型數(shù)據(jù)，然后在CityMakerBuilder中編輯光照信息，增強(qiáng)立體效果。
3系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
3.1系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)采用C／S架構(gòu)，以三維模型數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用GIS組件提供的GIS應(yīng)用服務(wù)和三維服務(wù)研發(fā)三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三維場景漫游、信息查詢分析、精確量測和三維展示等功能。
3.2系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)采用基于GIS組件的二次開發(fā)方法，GIS工具平臺采用CityMaker軟件，借助于City－MakerSDK組件進(jìn)行三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)開發(fā)，可視化開發(fā)平臺采用VisualStudio2008，開發(fā)語言選用C＃．net。
3.3系統(tǒng)功能彬縣大佛寺石窟三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對彬縣大佛寺石窟的真三維虛擬展示，為大佛寺石窟的管理和保護(hù)工作提供科學(xué)的手段，系統(tǒng)功能主要包括用戶管理、三維漫游、空間量測、屬性查詢、信息輸出等［10］。（1）用戶管理功能記錄用戶的基本信息及操作信息，對用戶的權(quán)限、帳號、密碼等進(jìn)行維護(hù)記錄。（2）三維漫游功能實(shí)現(xiàn)在三維場景中不同方式的漫游，包括洞窟內(nèi)、洞窟外、步行、飛行及設(shè)定特定漫游路線等。同時，可以對洞窟外場景數(shù)據(jù)和洞窟內(nèi)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、多角度的精細(xì)查看。（3）空間量測功能對模型數(shù)據(jù)的幾何尺寸進(jìn)行精確量測，包括長度、寬度、高度、投影面積、體積等。（4）屬性查詢功能三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)中包含了大量的屬性信息，為實(shí)現(xiàn)快速查詢，系統(tǒng)中提供了根據(jù)不同的屬性字段對三維數(shù)據(jù)進(jìn)行快速查詢檢索。（5）信息輸出功能用戶可根據(jù)需要，將石窟寺三維模型以圖表形式輸出，方便日后查詢和管理。
4結(jié)束語
隨著我國的數(shù)字電子技術(shù)的深入發(fā)展，為了適應(yīng)動畫市場的需求，在數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了三維動畫技術(shù)的運(yùn)用。在三維動畫設(shè)計中，主要是靜與動的結(jié)合，將動畫生動形象化，運(yùn)動賦予動畫更多的藝術(shù)感染力是動畫設(shè)計的本質(zhì)，而動畫是運(yùn)動的一個基礎(chǔ)，是運(yùn)動藝術(shù)表現(xiàn)的一種形式。動畫設(shè)計的本質(zhì)就是將畫面以動態(tài)的形式表現(xiàn)出來。簡而言之，動畫設(shè)計包括兩個方面，動態(tài)的畫面以及動與靜相結(jié)合的畫面。隨著動畫設(shè)計技術(shù)的提高，改變了傳統(tǒng)的動畫設(shè)計形式，將每一副畫面以動態(tài)的形式表現(xiàn)出來，真正意義上賦予畫面動態(tài)感和形象感，提高動畫的藝術(shù)表現(xiàn)力。隨著三維動畫設(shè)計技術(shù)的逐漸成熟，數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的動畫設(shè)計采用和傳統(tǒng)的動畫設(shè)計相同的原理，運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)和相關(guān)的設(shè)計技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動畫的設(shè)計與制作，在基本原理相同的情況下，加強(qiáng)技術(shù)的改革與完善，從本質(zhì)上提高了動畫設(shè)計的表現(xiàn)效果。數(shù)字藝術(shù)電子技術(shù)的利用為動畫設(shè)計提供了一個新的發(fā)展方向和表現(xiàn)形式，滿足了設(shè)計者對動畫的更多的主觀思想的表達(dá)，提高了動畫設(shè)計的光影、畫面、紋理、運(yùn)動等各個方面的表達(dá)效果，實(shí)現(xiàn)動畫設(shè)計一個新的飛躍。在三維動畫設(shè)計的過程中，運(yùn)用數(shù)字電子技術(shù)建立一個真實(shí)的三維空間場景，使動畫設(shè)計更加的形象化和生動化。在數(shù)字電子技術(shù)日趨成熟的今天，很多先進(jìn)的運(yùn)動原理被引入了三維動畫設(shè)計軟件，這些設(shè)計者在設(shè)計三維動畫時，根本不需要設(shè)計每一幀畫面。只需要設(shè)計好動畫之間的連接點(diǎn)，滿足動畫的自動轉(zhuǎn)化，從而形成動態(tài)的畫面。這種技術(shù)方法有效的提高了設(shè)計效率，并且使畫面之間的銜接自然、流暢，形成一個整體動態(tài)畫面的感覺。通過三維動畫設(shè)計軟件，將靜態(tài)的畫面先設(shè)計出來，然后運(yùn)用運(yùn)動學(xué)的理論，設(shè)計出關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)的畫面，最后從整體的畫面表達(dá)出發(fā)，達(dá)到三維動畫效果。
二、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中三維動畫設(shè)計的應(yīng)用分析
1．廣告三維動畫設(shè)計三維動畫設(shè)計最主要的一種類型就是廣告三維動畫設(shè)計，以商業(yè)化廣告為目的，利用多媒體技術(shù)，豐富廣告內(nèi)涵，提高廣告的表現(xiàn)力，從而吸引消費(fèi)者，引導(dǎo)購物。廣告三維動畫設(shè)計具有很強(qiáng)的目的性，時間短，但是所要展示的內(nèi)容卻要有針對性，能夠吸引人、感染人，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化廣告效果。所以在廣告三維動畫設(shè)計中一般為了將廣告內(nèi)容更加的形象化、生動化、具體化，往往采用多種特效技術(shù)，如:粒子效果、濾鏡效果等，將廣告動畫美化，提高廣告動畫的表現(xiàn)力和吸引力，達(dá)到引導(dǎo)消費(fèi)者消費(fèi)的目的。
2．影視三維動畫設(shè)計影視三維動畫設(shè)計主要是與影視相結(jié)合，將影視作品殊的鏡頭和畫面通過三維動畫設(shè)計合并成影片需要的特效。隨著影視制作技術(shù)和設(shè)備不斷提高和完善，人們對影視動畫的要求也越來越高。在影視作品中為了能夠有效的提高特殊鏡頭的感染力，給人以更大的視覺沖擊和巨大的視覺震撼，提高影視作品的藝術(shù)性。在影視作品制作中采用三維動畫設(shè)計，結(jié)合多種多媒體軟件，使影片發(fā)揮最大的表現(xiàn)力，以達(dá)到特殊的影視效果。利用三維動畫設(shè)計，影視動畫的展現(xiàn)將更加的真實(shí)，更能夠促動觀眾的情感，為影視作品提供更多的展示平臺，實(shí)現(xiàn)影視作品的真實(shí)化，給人以更廣闊的視覺享受空間。
3．游戲三維動畫設(shè)計游戲本身就是一個絢爛的，跳躍的，豐富的場景和畫面，游戲不同于一般的影視作品，具有真實(shí)存在的人，而是一個完全虛擬的平臺。三維動畫設(shè)計在游戲的開發(fā)設(shè)計中起著關(guān)鍵性的作用。游戲中的場景、人物、活動等都是通過三維設(shè)計制作的。利用三維技術(shù)，將游戲中的人物、場景生動形象化，利用環(huán)境效果，運(yùn)動效果等特效，構(gòu)成一個虛擬卻真實(shí)的世界，從而使游戲更加的吸引人，使游戲者在游戲中感受到樂趣。
4．工業(yè)三維動畫設(shè)計三維設(shè)計運(yùn)用在每一個所需要的行業(yè)中都發(fā)揮著巨大的作用，在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，三維動畫仍然起著十分重要的作用。利用三維動畫技術(shù)將工業(yè)的設(shè)計以立體的、空間的形式表現(xiàn)出來，能夠完整的、真實(shí)的模擬工業(yè)設(shè)計的流程和布局，這樣就能更加簡單的觀察設(shè)計中存在的不合理的地方，能夠有效的調(diào)整方案規(guī)劃設(shè)計，使工業(yè)設(shè)計流程布局更加的合理化和科學(xué)化，這樣就有效的減少了工業(yè)施工過程中存在的問題，提高了工業(yè)的成功率，有效的節(jié)約了時間。
5．建筑三維動畫設(shè)計建筑三維動畫設(shè)計與上述工業(yè)三維動畫設(shè)計類似，都是利用三維動畫技術(shù)，將建筑進(jìn)行全方位的展示，提高建筑設(shè)計的效果。三維動畫設(shè)計技術(shù)將想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，以有限的視覺設(shè)計效果展示無限的設(shè)計空間。在未來建筑設(shè)計要求不斷增加的前提下，為了節(jié)約建筑成本，減少建筑施工過程中存在的問題，就必須將三維動畫設(shè)計具體的應(yīng)用在建筑設(shè)計中，以三維動畫技術(shù)展示建筑設(shè)計的空間效果圖，使人們能夠更加全面的、立體的感受整個建筑的整體效果，提高建筑價值。
6．機(jī)械設(shè)計中的三維動畫機(jī)械設(shè)計中的三維動畫能夠有效的將機(jī)械的各個部分以及各個零件的運(yùn)動關(guān)系，通過電腦真實(shí)的、客觀的表現(xiàn)出來，使其能夠從整體上把握機(jī)械設(shè)計，還能較快發(fā)現(xiàn)機(jī)械在細(xì)微之處存在的不足，并加以更正，避免了生產(chǎn)出產(chǎn)品后再進(jìn)行更正，節(jié)省了大量的原料和時間，提高了生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計中運(yùn)用的三維動畫，要掌握相關(guān)的軟件，電腦系統(tǒng)配置要高，要滿足軟件的運(yùn)行。在機(jī)械設(shè)計中的三維動畫的創(chuàng)造是有步驟，分過程進(jìn)行的，一般而言主要分為三個部分:第一，動畫編導(dǎo)。它是機(jī)械設(shè)計的一個前期的準(zhǔn)備工作。首先，設(shè)計人員對產(chǎn)品進(jìn)行大致的一個三維模擬，將回路中的線路設(shè)計成場景，展示產(chǎn)品流程原理。其次，最重要的，單個的裝置可以按照準(zhǔn)備好的路徑運(yùn)行，在電腦上面放大檢測，觀察其運(yùn)行情況。最后，合理的配置相關(guān)的配件，掌握好它們之間的工作原理，使整個流程更加的快速、順暢。動畫編導(dǎo)需要掌握相應(yīng)的知識和技術(shù)，能夠靈活的運(yùn)用軟件設(shè)備，有效的減少機(jī)械設(shè)計中的錯誤和偏差，提高機(jī)械設(shè)計的合理性。第二，資料收集。資料收集的途徑有很多種，如:網(wǎng)上查閱、圖書館等。主要收集的都是機(jī)械設(shè)計相關(guān)的內(nèi)容和設(shè)備，如:收集路徑、機(jī)械設(shè)備，基本流程、三維幾何尺寸等。提高機(jī)械設(shè)計的效率。第三，建立模型。一般而言建立模型也分為設(shè)計水平不高的產(chǎn)品和設(shè)計難度系數(shù)大的產(chǎn)品。前者建立模型的方法有很多種，并且都簡單易操作。但是對于后者模型的建立就必須貼近原產(chǎn)品，模型建立難度大、時間長。下面主要就設(shè)計難度大的產(chǎn)品模型建立提出集中方法:第一種方法:創(chuàng)建實(shí)體模型，通過微調(diào)相關(guān)的比例修改產(chǎn)品尺寸，準(zhǔn)確的把握好尺寸大小，抓住關(guān)鍵點(diǎn)建立基礎(chǔ)模型。第二種方法:通過函數(shù)程序在客戶端應(yīng)用程序中創(chuàng)建對象，然后再分別創(chuàng)建一些子對象，最后通過這些子對象來完成實(shí)體的構(gòu)建和編輯。編輯完成后再保存結(jié)果與原模型進(jìn)行對比。在創(chuàng)建子對象以及對于實(shí)體的構(gòu)建和編輯都可以通過軟件內(nèi)部的宏功能輕松的實(shí)現(xiàn)。這種方法相對比較省時省力，適合創(chuàng)建一些結(jié)構(gòu)單一、建模步驟較多的零部件。但是如果所需要創(chuàng)建的模型需要很多宏的時候，就比較容易出現(xiàn)差錯。
三、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中三維動畫設(shè)計過程
在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中設(shè)計三維動畫，第一步要先確定動畫腳本，建立模型;第二步要制定出三維動畫的材質(zhì)貼圖，設(shè)定好光源和攝像機(jī)后，加入一些三維動畫的特用效果，進(jìn)行調(diào)試;第三步是輸出三維動畫設(shè)計，進(jìn)行后期合成。數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的三維動畫設(shè)計過程和傳統(tǒng)的動畫設(shè)計方法有著很大的區(qū)別，數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的三維動畫設(shè)計主要以數(shù)字電子技術(shù)為基礎(chǔ)，利用多種設(shè)計軟件，實(shí)現(xiàn)三維動畫設(shè)計的快捷化、科技化發(fā)展，極大地改變了我們的工作方式。隨著數(shù)字電子技術(shù)的快速發(fā)展，三維動畫設(shè)計在各個領(lǐng)域的作用顯得越來越重要。三維動畫設(shè)計主要利用數(shù)字電子技術(shù)，以多種設(shè)計軟件為平臺，讓文字、圖像、音頻等藝術(shù)元素進(jìn)行完美結(jié)合，為不同的行業(yè)提供或虛擬或真實(shí)的三維動畫場景，衍生了數(shù)字藝術(shù)設(shè)計產(chǎn)業(yè)。
工程數(shù)據(jù)的集成是通過業(yè)務(wù)流程驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)單架次EBOM、PBOM、MBOM、產(chǎn)品數(shù)模、工裝數(shù)模、AO和仿真驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)等信息在系統(tǒng)之間的傳遞，其主要實(shí)現(xiàn)方式如下所述。（1）EBOM、PBOM、產(chǎn)品數(shù)模、工裝數(shù)模的集成。從工程數(shù)據(jù)集成管理平臺導(dǎo)出整機(jī)或指定部件單架次的EBOM結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品數(shù)模及相應(yīng)工裝信息，數(shù)據(jù)格式包括zip包、Excel等。導(dǎo)出的EBOM和產(chǎn)品數(shù)模將導(dǎo)入數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)進(jìn)行使用。（2）MBOM數(shù)據(jù)的集成。MBOM分為頂層MBOM和底層MBOM。三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)提供頂層MBOM結(jié)構(gòu)導(dǎo)出功能，將三維工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)完成的頂層MBOM結(jié)構(gòu)文件以XML/Excel格式輸出，并導(dǎo)入工程數(shù)據(jù)集成管理平臺，在平臺上生成頂層MBOM結(jié)構(gòu)。在工程數(shù)據(jù)集成管理平臺上對頂層MBOM結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，當(dāng)發(fā)生更改后在工程數(shù)據(jù)集成管理平臺的MBOM編輯器中進(jìn)行維護(hù)。底層MBOM結(jié)構(gòu)在AO中的零組件配套表完成審簽后由系統(tǒng)自動解析生成。（3）AO和仿真驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)的集成。通過三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)和工程數(shù)據(jù)集成管理平臺的集成，使數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)新增三維AO輸出功能。把通過工藝設(shè)計和仿真驗(yàn)證后的AO數(shù)據(jù)以zip包（包含工程數(shù)據(jù)集成管理平臺現(xiàn)有AO編輯器定義XML格式文件、具有工藝指導(dǎo)性的視圖及Process、SMG、AVI文件等）形式輸出。
2頂層工藝規(guī)劃與管理
在三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)中進(jìn)行頂層工藝規(guī)劃與管理的主要工作包括PBOM的構(gòu)建、頂層MBOM的構(gòu)建。（1）PBOM的構(gòu)建。PBOM是在EBOM的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品的特征和企業(yè)的制造能力，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，使之符合企業(yè)的生產(chǎn)能力，為生產(chǎn)組織、布局、車間分工提供依據(jù)，保證生產(chǎn)的可行性、均衡性和經(jīng)濟(jì)性。飛機(jī)裝配頂層工藝規(guī)劃過程首先是對產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)生的EBOM進(jìn)行重新組織形成PBOM，主要完成新建工藝組合件和劃分工藝路線。PBOM在繼承EBOM所有屬性（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、三維模型屬性信息、3D鏈接路徑信息）的基礎(chǔ)上，增加了工藝路線、工藝組合件及備注等屬性。首先利用制造資源庫中每個單位所屬的設(shè)備了解單位的生產(chǎn)能力，并在三維環(huán)境中查看企業(yè)生產(chǎn)單元布局，綜合工藝專業(yè)類型和制造經(jīng)濟(jì)性構(gòu)建工藝組合件；然后根據(jù)零部件類型，確定裝配流程，結(jié)合各車間的業(yè)務(wù)分工和現(xiàn)有的任務(wù)量確定零部件需要流轉(zhuǎn)的車間，進(jìn)行工藝路線的劃分。（2）頂層MBOM的構(gòu)建。頂層MBOM由多層次的裝配單元和AO編號構(gòu)成。裝配單元是裝配件的總稱，指在飛機(jī)裝配過程中，可以獨(dú)立組裝達(dá)到工程設(shè)計尺寸與技術(shù)要求，并作為進(jìn)一步裝配的獨(dú)立組件、部件或最終整機(jī)的一組構(gòu)件。頂層MBOM構(gòu)建的主要任務(wù)是根據(jù)產(chǎn)品的裝配約束關(guān)系進(jìn)行裝配單元的劃分，采用從大部件劃分到小組件劃分的順序，將產(chǎn)品劃分為若干個裝配單元。裝配單元是工序劃分的基礎(chǔ)。在PBOM的基礎(chǔ)上，利用三維交互方式查看設(shè)計模型，分析裝配約束關(guān)系，劃分工藝分離面，將產(chǎn)品劃分為幾個大的裝配單元，即大部件劃分；再對大部件進(jìn)行裝配約束關(guān)系分析，在每個裝配單元下確定并建立子裝配單元；劃分子裝配體，完成頂層MBOM的構(gòu)建。
3三維裝配工藝設(shè)計與仿真
三維裝配工藝設(shè)計與仿真主要包括底層MBOM構(gòu)建、裝配順序規(guī)劃、工裝關(guān)聯(lián)以及裝配路徑規(guī)劃，并對工藝設(shè)計結(jié)果進(jìn)行仿真和優(yōu)化，將工藝設(shè)計結(jié)果形成的工藝數(shù)據(jù)（XML/Excel格式）和仿真文件等發(fā)送到工程數(shù)據(jù)集成管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。（1）裝配工藝設(shè)計。利用數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)的三維可視化環(huán)境，針對具體裝配單元包含的工序中零組件之間的裝配約束關(guān)系，進(jìn)行裝配順序調(diào)整，并對裝配順序規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行爆炸圖仿真，及時發(fā)現(xiàn)不正確或不合理的工藝過程，進(jìn)而進(jìn)行裝配順序調(diào)整和優(yōu)化，圖2為某部件的裝配工藝設(shè)計實(shí)例。然后以裝配單元為基礎(chǔ)建立AO件，并根據(jù)工位數(shù)量建立多個AO，定義AO代號和名稱，確定AO對應(yīng)裝配單元在裝配過程中所需要的裝配工序，完善裝配工序的基本信息，形成裝配工藝，并關(guān)聯(lián)各個裝配工序的配套零組件、實(shí)現(xiàn)的裝配約束、配套裝配資源等信息。（2）裝配工藝優(yōu)化。飛機(jī)零部件尺寸大，精度要求高，裝配過程需要協(xié)調(diào)的部位多，返工困難，為了避免在裝配過程中因重點(diǎn)部位的誤差疊加而導(dǎo)致裝配精度問題的出現(xiàn)，需要在裝配工藝準(zhǔn)備階段對裝配精度進(jìn)行預(yù)測，并對導(dǎo)致裝配精度超差的工藝過程進(jìn)行優(yōu)化。直接影響產(chǎn)品裝配精度的主要因素包括零件加工誤差和產(chǎn)品裝配工藝，現(xiàn)有飛機(jī)裝配精度保證一般是通過測量和協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)，不能在產(chǎn)品裝配生產(chǎn)前實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品精度的控制。在MBD技術(shù)和數(shù)字化裝配技術(shù)日趨成熟的情況下，為了縮短飛機(jī)研制周期，需要將精度控制技術(shù)融入裝配工藝準(zhǔn)備過程，實(shí)現(xiàn)基于精度控制的飛機(jī)裝配工藝優(yōu)化，確保裝配工藝的可靠性。在裝配工藝正式前，對產(chǎn)品進(jìn)行整體裝配精度預(yù)測（見圖3），提前評估各關(guān)鍵特性的工藝能力。由于整體裝配精度預(yù)測是在零件還未加工的情況下進(jìn)行的，所以用位置公差（將尺寸公差轉(zhuǎn)化為參考某基準(zhǔn)的位置公差）作為輸入。基于產(chǎn)品精度MBD模型，利用多維方向偏差搜索算法得出偏差傳遞路徑，用蒙特卡洛算法將輸入的位置公差轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的偏差值（偏差值呈正態(tài)分布），利用上述的偏差值、傳遞路徑、敏感度等信息來預(yù)測關(guān)鍵特性是否超差。在裝配精度預(yù)測的基礎(chǔ)上，通過分析預(yù)測結(jié)果，確定并優(yōu)化導(dǎo)致精度超差的工藝因素，最終滿足整體裝配精度要求。如果預(yù)測出關(guān)鍵特性出現(xiàn)超差的情況，可以結(jié)合全要素的偏差貢獻(xiàn)度分析和實(shí)際生產(chǎn)能力評估，確定工藝優(yōu)化方案。如果該方案需要改變裝配順序、定位基準(zhǔn)等工藝內(nèi)容，則需要再進(jìn)行裝配工藝仿真。通過裝配工藝仿真后的工藝優(yōu)化方案為有效方案。為了避免飛機(jī)裝配生產(chǎn)線生產(chǎn)瓶頸的出現(xiàn)，在裝配工藝設(shè)計與仿真階段，通過工序生產(chǎn)力平衡仿真，可以提前預(yù)測生產(chǎn)瓶頸和影響因素。通過對裝配工序進(jìn)行優(yōu)化，可以在飛機(jī)裝配生產(chǎn)前實(shí)現(xiàn)裝配工序生產(chǎn)力平衡。對每個工序進(jìn)行生產(chǎn)時間估算，評估每條工序任務(wù)鏈的生產(chǎn)時間，并進(jìn)行生產(chǎn)力平衡，防止因部分工序任務(wù)鏈過長或過短導(dǎo)致生產(chǎn)瓶頸的出現(xiàn)，從而避免生產(chǎn)延誤或等待的情況發(fā)生。
4三維裝配工藝指令的生成與管理
裝配工藝指令（AO）是用于規(guī)定生產(chǎn)管理單元的完整工藝流程和流程各環(huán)節(jié)的控制要求及記載生產(chǎn)過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)的工藝文件。在工程數(shù)據(jù)集成管理平臺中，可獲取完整的AO信息以及工藝模板，并自動創(chuàng)建AO。當(dāng)AO完成審簽流程后，系統(tǒng)將自動提取AO中的零組件配套表，將其關(guān)聯(lián)到頂層MBOM結(jié)構(gòu)中形成底層MBOM結(jié)構(gòu)。（1）裝配工藝文件編制。每個AO對應(yīng)一道工序，將工藝組件關(guān)聯(lián)至AO。在AO節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建工步，并添加工步屬性和描述信息。將工藝組件中的零組件劃分至工步，并根據(jù)要求將標(biāo)準(zhǔn)件和資源劃分至工步。（2）三維工藝信息標(biāo)注。根據(jù)三維信息標(biāo)注規(guī)則，將工藝信息標(biāo)注在三維仿真動畫中，形成具有指導(dǎo)意義的工藝仿真文件。這些工藝信息描述關(guān)鍵的裝配尺寸與公差范圍、工裝和精度要求等生產(chǎn)必需的工藝約束信息，以及在裝配動畫中無法表達(dá)的指導(dǎo)信息。三維工藝信息標(biāo)注的主要方式包括：顏色、可見性、文本、局部放大等。（3）工藝指令。通過數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)生成AO數(shù)據(jù)包（Process、SMG、AVI、圖片、XML格式的工藝文件等），將AO數(shù)據(jù)包傳到工程數(shù)據(jù)集成管理平臺，利用工程數(shù)據(jù)集成管理平臺的AO編輯器將XML格式的工藝文件生成為AO文件，其余數(shù)據(jù)作為附件關(guān)聯(lián)到AO，AO實(shí)例如圖4所示。
5裝配工藝知識管理
飛機(jī)裝配工藝準(zhǔn)備所涉及的專業(yè)范圍廣，包含的信息量大，是一種經(jīng)驗(yàn)性非常強(qiáng)的知識密集型工作。在裝配工藝準(zhǔn)備過程中，為了實(shí)現(xiàn)裝配工藝知識的共享和重用，提高設(shè)計質(zhì)量，縮短準(zhǔn)備周期和避免設(shè)計資源的浪費(fèi)，需要對裝配工藝知識進(jìn)行建模并構(gòu)建知識庫。飛機(jī)裝配工藝知識是指在飛機(jī)裝配工藝準(zhǔn)備和實(shí)際裝配生產(chǎn)過程中形成的，能夠用于指導(dǎo)飛機(jī)裝配工藝規(guī)劃與仿真的抽象的數(shù)據(jù)表達(dá)。作為飛機(jī)三維工藝設(shè)計與管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，裝配工藝知識庫主要是存儲和管理裝配工藝實(shí)例、典型工藝模板和制造資源。首先構(gòu)建3個庫的分類結(jié)構(gòu)，定義相應(yīng)的屬性，再將裝配工藝實(shí)例、典型工藝模板和制造資源等分別放入對應(yīng)的分類中。將裝配工藝實(shí)例劃分為典型工藝、典型工序和典型工步，并存入裝配工藝實(shí)例庫。典型工藝模版庫存儲已結(jié)構(gòu)化、參數(shù)化的針對典型工藝特點(diǎn)的工藝知識，例如，根據(jù)工藝特點(diǎn)不同，將產(chǎn)品分為框類、壁板組件類、地板組件類、管路類和鍛件類等，并按照不同類型的裝配流程構(gòu)建裝配工藝模板，用于固化裝配過程、組織典型裝配模板數(shù)據(jù)。將飛機(jī)制造企業(yè)的生產(chǎn)資源以裝配環(huán)境模型、虛擬人體模型、設(shè)備模型、工裝模型、工具模型等形式進(jìn)行三維建模，并賦予相應(yīng)的參數(shù)信息，形成飛機(jī)制造資源知識。
6結(jié)束語
隨著CAD/CAM/CAE以及計算機(jī)信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，歐美各航空制造大國均已全面采用三維數(shù)字化設(shè)計和制造技術(shù)，全面采用三維數(shù)字化產(chǎn)品定義和仿真技術(shù)，從根本上改變了傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計與制造方式，大幅度地提高了飛機(jī)設(shè)計制造技術(shù)水平。波音公司在波音777飛機(jī)的研制過程中，由于全面采用了該項(xiàng)新技術(shù)，使研制周期縮短50%，出錯返工率減少75%，成本降低25%，其研制過程是數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在飛機(jī)研制中應(yīng)用的重大突破。近幾年在美國波音787、F-35、歐洲A400M及A350的研制中，數(shù)字化設(shè)計及裝配技術(shù)有了更為深入的應(yīng)用[1]。近幾年，國家加強(qiáng)了對航空業(yè)的扶持力度，我國的航空制造業(yè)迎來了高速發(fā)展時期。當(dāng)前一些新型號的研制已全面采用了基于MBD的全三維產(chǎn)品設(shè)計，飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計已全面實(shí)現(xiàn)三維無紙化設(shè)計，取得了產(chǎn)品從二維模擬量到全三維數(shù)字量的革命性突破，也為進(jìn)一步實(shí)施數(shù)字化制造打好了堅實(shí)的基礎(chǔ)。目前零件制造部門使用MBD數(shù)據(jù)已較為順利，大大減少了因工人對圖紙理解偏差導(dǎo)致的質(zhì)量問題；然而裝配工藝設(shè)計部門依然按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行裝配工藝的規(guī)劃和設(shè)計，導(dǎo)致三維數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)在裝配工藝設(shè)計階段出現(xiàn)斷層，使得三維數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確順利地往下一級流動，需要大量的人員手工參與，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性被破壞，裝配指令（即AO）的編制完全采用文字或者插入少量圖片的方式進(jìn)行表達(dá)，工人現(xiàn)場使用時還需參照大量設(shè)計技術(shù)文件以及各類工藝性文件，可讀性和操作性極差，一線操作者意見很大，普遍存在師傅干什么徒弟干什么的情況，無法起到指導(dǎo)現(xiàn)場操作的作用。因此裝配工藝設(shè)計部門需要適應(yīng)全三維數(shù)字化設(shè)計的新形勢，采用基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行裝配工藝的設(shè)計和規(guī)劃，利用設(shè)計部門在VPM協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)中設(shè)計并發(fā)放的產(chǎn)品三維數(shù)模，通過數(shù)據(jù)接口將產(chǎn)品數(shù)據(jù)導(dǎo)入裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)中，并將產(chǎn)品三維數(shù)模的路徑關(guān)聯(lián)到每個零件上，在三維可視環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)劃及工藝設(shè)計，直觀地反映裝配狀態(tài)，最后生成現(xiàn)場使用的三維可視化裝配指令指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。
2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝的設(shè)計過程
基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計不僅僅是指編制三維裝配指令，而是貫穿飛機(jī)設(shè)計的整個過程，在整個過程中不同階段有不同的側(cè)重點(diǎn)。這個過程主要包含以下三個階段：第一階段：工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品初步設(shè)計數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與設(shè)計人員協(xié)商初步確定工藝分離面并制定初步的裝配方案，然后在三維仿真軟件內(nèi)進(jìn)行裝配方案可行性的初步分析，制定總體裝配方案，分析可能的裝配難點(diǎn)和重點(diǎn)。第二階段：工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品較高成熟度的MBD設(shè)計數(shù)據(jù)，在三維仿真軟件內(nèi)對重點(diǎn)部位（必要時對全部）結(jié)構(gòu)件、管路、自動化裝配設(shè)備等進(jìn)行裝配過程和人機(jī)功效的詳細(xì)仿真分析，發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品、工裝以及工藝方面的問題并給出解決方案，如圖1～圖3所示；這個階段的工藝工作主要包括：裝配順序的創(chuàng)建和優(yōu)化；裝配路徑設(shè)計和優(yōu)化；裝配工藝過程仿真模擬、人機(jī)功效模擬、自動化定位及制孔設(shè)備等的工作仿真。利用三維數(shù)字化仿真軟件對產(chǎn)品的組件或部件進(jìn)行裝配過程規(guī)劃，確定組件或部件內(nèi)零組件的裝配順序；按照工廠現(xiàn)有裝配條件和裝配單元工作內(nèi)容，進(jìn)行裝配路徑的仿真和優(yōu)化；最后在數(shù)字化裝配仿真系統(tǒng)中進(jìn)行零組件或自動化設(shè)備的裝配過程及人機(jī)功效的仿真模擬，分析裝配工藝過程的可操作性和合理性，發(fā)現(xiàn)并解決數(shù)字化產(chǎn)品模型裝配過程中所遇到的產(chǎn)品、工裝以及工藝設(shè)計中的各類問題，同時也可以進(jìn)行工具等的選型工作[2]。第三階段：接收設(shè)計部門的最終三維MBD設(shè)計數(shù)據(jù)，創(chuàng)建頂層MBOM以及PBOM等工藝數(shù)據(jù)，在數(shù)字化工藝設(shè)計系統(tǒng)中進(jìn)行裝配工藝的詳細(xì)規(guī)劃和細(xì)節(jié)設(shè)計以及資源庫的創(chuàng)建，在三維可視化的環(huán)境下進(jìn)行零組件以及標(biāo)準(zhǔn)件的劃分，在全三維的環(huán)境下對裝配指令進(jìn)行工步級的細(xì)節(jié)編輯，最終生成現(xiàn)場使用的三維可視化工藝指令。
3三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)和工作模式
3.1三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)
本文所述的裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)是基于達(dá)索公司的DELMIA軟件平臺進(jìn)行開發(fā)的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)，DELMIA軟件平臺分DPE和DPM兩個工作環(huán)境，DPE側(cè)重數(shù)據(jù)管理和工藝規(guī)劃，DPM則提供一個三維可視化的環(huán)境便于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的劃分和裝配仿真等工作。由于DELMIA只是提供了一個平臺且目前MBD設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，故需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行客戶化定制和開發(fā)，本系開發(fā)了多種輔助工藝設(shè)計工具以便工藝設(shè)計人員只需極少的文字輸入即可完成工藝設(shè)計，所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)均直接繼承自產(chǎn)品MBD數(shù)模，保證了工藝信息的完整和準(zhǔn)確；此系統(tǒng)中最為復(fù)雜難度最大是MBD數(shù)模中標(biāo)準(zhǔn)件的處理和劃分，由于大型飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量都在數(shù)十萬甚至上百萬件以上，采用實(shí)體建模將會產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù)，因此目前飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計大都采用點(diǎn)線等元素進(jìn)行簡化表達(dá)，無法使用DELMIA中標(biāo)準(zhǔn)功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的工藝規(guī)劃，因此系統(tǒng)開發(fā)了一套專門處理標(biāo)準(zhǔn)件模型的工具，本系統(tǒng)也是國內(nèi)目前唯一實(shí)現(xiàn)了對以點(diǎn)線表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)件識別和劃分的系統(tǒng)，如圖9所示。本系統(tǒng)依托VPM協(xié)同設(shè)計平臺提供MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù)，在DELMIA中完成PBOM的創(chuàng)建、頂層MBOM的劃分、三維裝配指令的設(shè)計并向協(xié)同平臺提供底層MBOM以及三維裝配指令等數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)平臺進(jìn)行管理和發(fā)放。三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的流程及架構(gòu)如圖4所示，整個三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)始終保持設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及完整性，同時本系統(tǒng)可給生產(chǎn)管控系統(tǒng)（MES）以及ERP系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)接口[3]。
3.2三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的工作流程
三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)主要由需要工藝管理部門和各車間工藝設(shè)計部門使用和管理，工藝管理部門和各車間工藝設(shè)計部門必須緊密協(xié)同才能順利開展三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計，同時工藝管理部門需要給予車間一級足夠的權(quán)限，畢竟車間一級工藝人員對產(chǎn)品設(shè)計特點(diǎn)有更深入的了解。工藝管理部門主要負(fù)責(zé)三維裝配設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)的頂層設(shè)計，其利用DELMIA中的DPE環(huán)境下的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行EBOM導(dǎo)入，通過對EBOM的重組增加工藝組件和路線定義等形成PBOM；在PBOM的基礎(chǔ)上構(gòu)建頂層MBOM；根據(jù)各廠際分工要求進(jìn)行大部件級的頂層工藝組件的劃分，如圖5所示。各車間工藝技術(shù)主管接收工藝管理部門下發(fā)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行各車間內(nèi)部工藝面的進(jìn)一步劃分并將之分派給具體每個工藝員；工藝員接收工藝主管分發(fā)的具體某個裝配單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)行本裝配單元裝配工藝的層次劃分以及具體工步的分解，在DPM三維可視化的環(huán)境中中進(jìn)行零組件及標(biāo)準(zhǔn)件的劃分，然后在DPE環(huán)境下進(jìn)一步進(jìn)行裝配可視化修飾等細(xì)節(jié)編輯，但對于裝配工藝所需飛機(jī)裝配技術(shù)條件、材料、工藝規(guī)范文件等全部采用專門開發(fā)的工藝設(shè)計工具進(jìn)行創(chuàng)建以保證編制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和完整。最后直接在DPE中輸出結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化的三維裝配指令并提交審批，經(jīng)過審批的裝配指令發(fā)送到協(xié)同平臺進(jìn)行統(tǒng)一進(jìn)行發(fā)放及管理，以上過程見下圖6～圖14所示。三維裝配指令審批發(fā)送到系統(tǒng)平臺后由工藝管理部門統(tǒng)一管理，不屬于裝配工藝設(shè)計的范疇，本文不再贅述。
4基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的優(yōu)勢及要求
4.1基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的優(yōu)勢
1）采用基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計，徹底解決了制約裝配工藝設(shè)計過程中涉及的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性的問題，整個裝配工藝的設(shè)計完全基于設(shè)計的MBD數(shù)模，保證了與設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性；2）工藝人員在三維可視化的環(huán)境下進(jìn)行裝配工藝的規(guī)劃、仿真和設(shè)計，使得裝配工藝設(shè)計更加直觀更有操作性，通過裝配路徑仿真、人機(jī)功效仿真以及自動化設(shè)備工作仿真等可提前發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計、工裝及工藝規(guī)劃包含的問題并提前予以解決，大幅減少現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)時的各類問題，提高生產(chǎn)效率并大幅降低生產(chǎn)成本；三維可視化裝配指令設(shè)計系統(tǒng)使工藝人員完全從枯燥的文字編輯以及事后數(shù)據(jù)校對中解放出來，工藝人員只需關(guān)注裝配工藝的可行性和合理性，無需花大量精力進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性的檢查；3）在三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)中輸出的三維裝配指令徹底顛覆了傳統(tǒng)文字化的裝配指令，工人只需在系統(tǒng)輸出的三維可視化裝配指令中進(jìn)行簡單操作即可，無需查找大量的圖紙、設(shè)計技術(shù)文件以及其他工藝性文件，做到了可見即所得、所得即所需的效果，同時工人還可在裝配指令的三維視圖中對輕量化的設(shè)計數(shù)模進(jìn)行各類尺寸的直觀測量，便于工人現(xiàn)場操作的進(jìn)一步了解；4）三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)可輸出裝配部門準(zhǔn)確完整的底層MBOM，有利于ERP以及MES系統(tǒng)的實(shí)施和管理；5）三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)可以與裝配知識庫系統(tǒng)緊密集成，使得公司積累的知識在裝配工藝設(shè)計時順利地的共享和調(diào)用；6）工藝管理部門可利用DELMIA軟件平臺中DPE模塊對整個裝配數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，保證下游數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，利于工藝設(shè)計部門編制完整準(zhǔn)確的裝配指令。
4.2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的要求
1）基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計要求有準(zhǔn)確、完整及規(guī)范的且嚴(yán)格執(zhí)行的MBD數(shù)模，產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)是所有下游數(shù)據(jù)的源頭，設(shè)計數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、完整及規(guī)范是決定三維裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)是否順暢和準(zhǔn)確最關(guān)鍵的要素。因此產(chǎn)品設(shè)計部門必須要有科學(xué)合理的與制造部門協(xié)商過的MBD設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范且必須嚴(yán)格執(zhí)行，否則必定會導(dǎo)致整個下游其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的混亂和實(shí)施困難[4]。2）工程制造部門也須有嚴(yán)格的與設(shè)計部門MBD設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相協(xié)調(diào)的各類工藝規(guī)范且必須嚴(yán)格執(zhí)行，用以支撐三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計。本文所述的裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)很大程度上體現(xiàn)的是傳統(tǒng)二維設(shè)計模式的思想，不能很好的適應(yīng)當(dāng)前基于MBD的三維數(shù)字化設(shè)計要求，而且設(shè)計人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化要求，特別是以點(diǎn)線表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)件模型存在大量的格式錯誤等不規(guī)范設(shè)計，導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)比較緩慢，僅為了解決標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)模處理和劃分就占了近三分之一的時間。因此產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)開發(fā)專用的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計工具和數(shù)據(jù)庫用以支撐基于MBD的產(chǎn)品設(shè)計，同時需要借助專業(yè)化的軟件工具對MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化等項(xiàng)目的批量檢查，最大限度地減少因人為因素導(dǎo)致的產(chǎn)品數(shù)據(jù)錯誤。3）工藝設(shè)計人員必須具備相當(dāng)?shù)墓こ探?jīng)驗(yàn)，熟練理解并掌握三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)所涉及的理念和軟件使用要求，三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)對工程技術(shù)人員來說只是工具，它本身無法識別工藝設(shè)計和規(guī)劃的合理性和可行性，這些都必須由工藝設(shè)計人員依靠經(jīng)驗(yàn)和知識確定。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞：三 三年 禮 中庸 中和
全面考察《論語》中的數(shù)字“三”，首先映入眼簾的，大概要算是“三年”這個特殊的數(shù)量詞了——縱觀一部《論語》，它在其中竟先、后曾出現(xiàn)過14次；而與此形成強(qiáng)烈反差的是，其他以“數(shù)字（數(shù)詞）+年（量詞）”為結(jié)構(gòu)的數(shù)量詞，則僅僅只有所謂“數(shù)年”、“百年”和“七年”三個。這到底是怎么回事？“三年”，若單純從海德格爾之所謂“存在與時間”這一理念上看，它很長么或者說很短么？為什么偏偏只是三年而不是一年、兩年或者多年？抑或是它足夠長或足夠短——增一分太長，減一分太短？或者，它不長不短、恰如其分，無過不及、恰到好處？其中的問題，恐怕不會有那么簡單。
子曰：“父在，觀其志；父沒，觀其行。三年無改于父之道，可謂孝矣”[2]；而在另一處，孔子又重復(fù)和強(qiáng)調(diào)了這句話：“三年無改于父之道，可謂孝矣”[3]——這里之所謂的“三年”，若按清代學(xué)者汪中的意見，“三年者，言其久也”[4]；然而，其中的問題卻是，為什么“言其久也”就一定是“三年”？為什么不可以是五年、十年或三十年——要知道，《論語》中并不乏五、十、三十這樣的數(shù)字，而且這些個數(shù)字豈非較“三年”都更為久遠(yuǎn)？由此看來，這里之所謂的“三年”，似乎并非什么“言其久也”的問題——依本文之見，其理解的關(guān)鍵胥在于，所謂 “三年”，乃是《論語》中的一個十分特殊的數(shù)量詞，而非僅僅只意味著“三”這樣一個單純的數(shù)字；同時，似亦在于，這里之所謂“三年”，為其所指稱著的，乃是所謂“三年無改于父之道”中的一個“道”字。換句話說，“三年無改”的，必是所謂“父之道”也——也就是說，“父之道”本是要求“無改”的而且這個“無改”還必須是“三年”——這一點(diǎn)，在孔子看來，是定不可疑、十分嚴(yán)格的，似乎沒有半點(diǎn)兒商量的余地。并且在他看來，有且只有這樣，才可以謂之曰“孝”、稱之為“孝”——而這一點(diǎn)，又正與其當(dāng)年“適周問禮”之時，乃師老子送給他的那一句“為人子者毋以有己”[5]的話完全一致——其意思則是說，“為人子者”既然身為人子，那自然就要“行無專制，事無由己”[6]，就要“父在，觀其志；父沒，觀其行”了。但其中的問題卻依然是，為什么是“三年”？這無疑已涉及到原始儒家之所謂“孝道”、涉及到其所謂“居喪之禮”[7]以及涉及到孔子本人在與其弟子宰予之如下一段對話里所談到的那個儒學(xué)中著名的“三年之喪”理論：
宰我問：“三年之喪，期已久矣！君子三年不為禮，禮必壞；三年不為樂，樂必崩。舊谷既沒，新谷既升，鉆燧改火，期可已矣。”子曰：“食夫稻，衣夫錦，于女安乎？”曰：“安?！薄芭矂t為之！夫君子之居喪，食旨不甘，聞樂不樂，居處不安，故不為也。今女安，則為之！”宰我出。子曰：“予之不仁也！子生三年，然后免于父母之懷。夫三年之喪，天下之通喪也。予也，有三年之愛于其父母乎？”[8]
在弟子宰予（子我）看來，子女要為死去的父母服喪守孝這當(dāng)然沒有問題，但這一守就要三年，是不是太長了呢？而且若君子三年不為禮的話，則禮必壞；若三年不為樂，則樂必崩。換句話說，“三年之喪”，勢必將導(dǎo)致“禮壞樂崩”矣。舊谷業(yè)已用盡、新谷亦已登場，甚至那些用來取火的木頭更已被更換過了一遍。人生一世，草木一秋。至于守孝服喪之事，大概有一年左右的時間就可以了吧，何必非得要三年呢？而在孔子看來，如果父母死去還不到三年，你就吃那稻米飯、穿那錦緞衣，難道你會心安么？對此，宰予似乎不以為然，于是便一言以蔽之地回答道：“安”。這無疑激怒和惹惱了孔子：如果覺得心安，那么你就那樣去做吧！一般來說，君子在服喪期間都會感到食不甘味、夜不能寐，聞樂不樂、居處不安，而且他們也都不會那樣去做的。但現(xiàn)在的你卻感到心安，那你干脆就那樣做好了！非僅如此，甚至在宰予剛走出門去，孔子便破口大罵起來：這個宰予真不是人啊！在他看來，兒女們出生后要經(jīng)過三年時間，才可能脫離開父母的懷抱；但反過來，為父母服喪三年，又有何不可？況且，“夫三年之喪”，乃是“天下之通喪也”，并不是他自己這一家一派的什么別出心裁，領(lǐng)異標(biāo)新。這個宰予啊，難道你不曾享有過父母對你的那份“三年之愛”么？由此看來，孔子的確是真生氣了。
與此同時，當(dāng)?shù)茏幼訌埾蚩鬃诱埥獭渡袝分兄^“高宗諒陰，三年不言”（即殷高宗守孝，三年不問于政事）這句話到底是什么意思時，孔子曾不假思索地回答他說：“何必高宗，古之人皆然。君薨，百官總己以聽于冢宰，三年?！盵9]為什么僅僅只是高宗，其實(shí)古時候的人也都是這樣做的。國君死了，繼之者從此便三年不問于政事而文武百官則聽命于宰相。由此可見，所謂“三年之喪”確實(shí)并不是孔子本人及所創(chuàng)立的儒家學(xué)派的什么獨(dú)樹一幟、獨(dú)出心裁，或者獨(dú)斷專行，而是中華民族古已有之的一種有源有流、源遠(yuǎn)流長的基本倫理精神和重要道德傳統(tǒng)；或者說，它是一種“禮”，即所謂“喪禮”或者“居喪之禮”，亦即古之所謂“吉禮”、“兇禮”、“軍禮”、“賓禮”、“嘉禮”（即“五禮”）中的“兇禮”。
既然“三年之喪”是一種“禮”，那么它自然就要涉及到祭祀；而當(dāng)是時也，正是一個所謂“國之大事，在祀與戎”[10]的時代——其中的這個“祀”/“祭祀”，又是當(dāng)時社會正常生活中最重要的事情，其次才是“戎”，才是征戰(zhàn)攻伐的問題。據(jù)《史記》載，“孔子為兒嬉戲，常陳俎豆，設(shè)禮容。”[11]也就是說，孔子小時候經(jīng)常做的就是這個，長大后所學(xué)及所從事著的也是這個；甚至其整個一生，即其所謂“吾十有五而志于學(xué)，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳順，七十而從心所欲，不逾矩”[12]，似亦不過如此，概莫能外。對此，即使孔子本人后來也并不回避。當(dāng)衛(wèi)靈公問他“軍陳行列之法”時，孔子曾十分明確地回答說：“俎豆之事則嘗聞之，軍旅之事未之學(xué)也?！盵13]——這大概并不是其什么謙虛或客套的問題。因此若從這個角度上說，“儒家者流”蓋源于祭祀，似亦未為不可。同時，眾所周知，孔子本人一向是主張“述而不作，信而好古”[14]、“祖述堯舜，文武”[15]的——也就是說，所謂“三年之喪”，作為一種“禮”，同樣只是他的一個“發(fā)現(xiàn)”而非“發(fā)明”；當(dāng)然，更不是他的什么天縱其智、突發(fā)奇想了。
《論語》中曾載有這樣一段生活場景。子貢欲去告朔之餼羊。子曰：“賜也，爾愛其羊，我愛其禮?！盵16]弟子子貢（端木賜）欲將每月初一祭祀祖廟用的那只活羊棄之不用。孔子在得知此事之后，對他說道，端木賜呀，你愛惜的是那只羊，而我愛的卻是那其中的“禮”啊。一只羊，對于一場一月一度的例行祭祀而言，不過只是一個“儀”、一種形式罷了，而“禮”則是其中最重要也最關(guān)鍵的東西——是其中的內(nèi)容。辯證唯物主義告訴我們，沒有形式的內(nèi)容與沒有內(nèi)容的形式，同樣是不可想象的。因而孔子在此，才要明確表示，他既“愛其禮”，又“愛其羊”——既在意其中的內(nèi)容（禮），又在意其中的形式（羊/儀）。與此同時，盡管祭祀中包含著“形式/儀”與“內(nèi)容/禮”這兩個部分，而且盡管前者十分重要，但其根本用意，卻在于“禮”。正如孔子所言“爾愛其羊，我愛其禮”；并且，也許正惟如此，女叔齊才明確對此作出嚴(yán)格的區(qū)分：“是儀也，不可謂禮”。也就是說，孔子之所以如此重視所謂“三年之喪”，那是因?yàn)樗恰岸Y”而非“儀”；換句話說，也正是因?yàn)椤叭曛畣省蹦耸恰岸Y”，孔子才會如此重視和強(qiáng)調(diào)著它、十分固執(zhí)地堅守著它，從而也才會在此極其明確而公開地表示說：“我愛其禮”。
孔子的確是十分“愛禮”的，而且當(dāng)?shù)茏印邦仠Y問仁”并“請問其目”之時，他還曾作如是說：“非禮勿視，非禮勿聽，非禮勿言，非禮勿動”[17]。但問題是，他又何以要如此“愛禮”呢？而且《禮記禮器》中不是說“禮時為大，順次之，體次之，宜次之，稱次之。堯授舜、舜授禹、湯放桀、武王伐紂，時也”么——要知道，這個“禮”原本就是一個與時俱進(jìn)、變動為居的變量而非常量。既如此，那么宰予要變“三年之喪”、子貢欲去告朔之餼羊又有何不可？問題的答案大概并不在于“禮時為大”本身而在于“禮”的本質(zhì)與核心；而孔子之所以如此愛“禮”，也并不在于那個時代的某一具體、特定的“禮”本身，而是在于其本身所固有的共同的本質(zhì)與核心——這一點(diǎn)，在我們深入考察“禮”的時候，當(dāng)須臾不可忘記。
那么什么是禮的本質(zhì)與核心呢？《禮記》中有云“中正無邪，禮之質(zhì)也”[18]，“行修言道，禮之質(zhì)也”[19]——由此可見，禮的本質(zhì)與核心就在于一個“中”字——不偏不倚、中正無邪的“中”，不多不少、恰如其分的“中”或者不長不短、恰到好處的“中”以及“過猶不及”[20]、無過不及的“中”。而其本身，則不過只是一個表面上的東西而已，正如《荀子天論》之所云：“禮者，表也?！贝送猓嫎阆壬谄渌度寮肄q證法研究》一書之中，則更說得明白：“禮就是中的化身。”也就是說，禮的價值與意義并不僅僅在于它是“禮”本身，而是在于它的本質(zhì)與核心是“中”；或者說，是“中道”、“中庸”與“中和”。老子嘗有言曰“三生萬物”，而《中庸》則亦有云“致中和，天地位焉，萬物育焉”；換句話說，只有“三”，或只有“中和”，才能使“生萬物”，才能使“萬物育焉”——其中，“三”與“中和”，在這兩句不同的話里，卻處于同一邏輯位置；而且在結(jié)果上，也是等效的——即“生萬物”，或“萬物育”。在此，也許我們還可以更干脆說，“中和”就是“三”，而“三”也就是“中和”——這應(yīng)當(dāng)說是基本符合邏輯的。
那么，何以才能“致中和”而使“天地位焉，萬物育焉”？一言以蔽之曰：“中庸”。這一點(diǎn)，正有如《逸周書度訓(xùn)》之所謂：“和非中不立。”而其意思，則不過是說，“和”若不是“中”、離開了“中”的話，則勢必將“立”不起來的；換句話說，若沒有“中”，則所謂“和”是無法實(shí)現(xiàn)的。由此看來，欲至于“和”，必當(dāng)首先致力于“中”。
然而，在“中”與“和”或“中庸”與“中和”之間，到底又有什么分別呢？在朱熹看來，“變和言庸者”，“以性情言之則曰中和，以德行言之則曰中庸是也。然中庸之中，實(shí)兼中和之義”[21]——按照他的意見，“中庸”這一理念，是完全可以包蘊(yùn)和涵攝著“中和”的；而在《中庸》看來，“中也者，天下之大本也；和也者，天下之達(dá)道也”——也就是說，在“中”與“和”之間還是有所不同的。對此，朱熹是這樣解釋的：“大本者，天命之性，天下之理皆由此出，道之體也；達(dá)道者，循性之謂，天下古今之所共由，道之用也”[22]——其意思是說，“中”乃是“道之體也”而且“天下之理皆由此出”；而“和”，則不過只是“道之用也”，同時又是“天下古今之所共由”。由此亦可見，所謂“和”者，無疑乃是“中”之為“用”也，是“用中”——連續(xù)不停地“用中”、持續(xù)不斷地“用中”；或者可以更直接地說，它就是所謂“中庸”。
此外，還是要屬董仲舒說過的這樣一句話來得切中肯綮、最為到位：“中者，天下之所終始也；而和者，天地之所生成也。夫德莫大于和，而道莫正于中。”[23]在這段話中，董子竟將“中”與“和”，分別提升到了“天下”、“天地”這樣一個登峰造極、無以復(fù)加的高度，可以說是說到家了。那么什么是“中”？董子在此說得甚為明白：“中者，天下之所終始也”；至于什么是“和”？董子則同樣亦交待得十分清楚：“和者，天地之所生成也”。于是乎，所謂“中”與“和”，便由此而最終被提升到了一個最終極的本體論的高度；于是乎，在此，董子則更將“中”與“和”分別與所謂“道”與“德”二者有機(jī)結(jié)合、完美統(tǒng)一在一起。并且認(rèn)為，“夫德莫大于和，而道莫正于中”；換言之，所謂“和”，就是“德”而且是其中最“大”的“德”；而所謂“中”，也就是“道”而且是其中最“正”的“道”——他的這一說法，應(yīng)當(dāng)說是極為精辟的。至此，何以“致中和”這個問題，便完全可以概而言之曰“中庸”——其實(shí)，這也正是先秦儒學(xué)本身所固有的本質(zhì)、核心及其“致廣大”、“極高明”的關(guān)鍵之所在[24]。
同時，這個“三”又是如何來的呢？老子說，“道生一，一生二，二生三”；而且，他又說，“人法地，地法天，天法道，道法自然”[25]。也就是說，這個“三”乃是由“自然”/“道”這個“一”，一分為二，派生出諸如天地、乾坤、君臣、父母、夫婦、男女、神明、陰陽、剛?cè)?、冷熱、燥濕、盈缺、?nèi)外、上下、遠(yuǎn)近、高低、強(qiáng)弱……等等等等、諸如此類所有的兩兩既相對立、又相反對的“二”，然后再由這個“二”，合二為一，化生出“三”，進(jìn)而化生出煌煌宇宙間所有一切、萬事萬物。同時，孔子亦云：“吾有知乎哉？無知也。有鄙夫問于我，空空如也，我叩其兩端而竭焉”[26]。在孔子看來，他本人是“無知”的，只不過是叩兩執(zhí)中、執(zhí)兩用中、處處守中、時時用中或者說是“允執(zhí)厥中”而已。按照老子的意見是“二生三”，而“兩”、“貳”或“二”，從來都是孔子等原始儒家的重要數(shù)理概念。這正如唐代學(xué)者李觀之所言，“二為儒之臂”[27]；甚至可以說，無“二”便無儒——而且即使說有，那恐怕也只能是一個缺失雙臂的“儒”、維納斯雕像式的“儒”——但不知這樣的“儒”，是不是也會像那尊絕無僅有的曠世極品那樣卓而不群、艷而不妖，靜謐而又美麗？須知，即使斷臂的維納斯也是唯一的，儒家者流亦然。
由此可見，不必說“三年”這個極具特殊意味的數(shù)量詞，即使是“三”這個單純的數(shù)詞，便足已叫人語說不盡了——據(jù)本文統(tǒng)計，它在一部《論語》之中，舉凡18篇、60見，竟占有了其中所有數(shù)字份額（189）的近32%，堪稱其中出現(xiàn)次數(shù)最高的一個——據(jù)此以觀，這無疑乃是中國古典文獻(xiàn)學(xué)中的一個極為罕見的文本現(xiàn)象，而且也應(yīng)當(dāng)說是中國古代文學(xué)史上的一個十分引人注目的話語問題。也許正因?yàn)椤爸泻汀迸c“三”此二者間存在著上述那種極為特殊的邏輯關(guān)系吧，于是乎，在《論語》中，孔子和他的弟子們才總是要將帶有“中和”之意的話語數(shù)字化為“三”；于是乎，我們才總是要一不小心就會在那里碰到這個俯拾即是的太多的數(shù)字——當(dāng)然這并不奇怪，誰教孔子曾是那位主張“三生萬物”的老子的弟子呢？至于其上述有關(guān)于“三年之喪”的一番入情入理的解釋，尤其充滿了一種十分濃郁的人世、人間、人生、人心、人道、人情和人性之味道——正所謂人同此心、人同此理，而且在這個意義上，一部孔學(xué)的確還可以稱之為“人學(xué)”。
至于孔子之所謂“三年學(xué)，不至于谷，不易得也”[28]一句話的字面意思是說，到我這里來付了學(xué)費(fèi)[29]、學(xué)習(xí)了三年卻不想去當(dāng)官的人，恐怕是不容易找到的；而其潛臺詞、話外音或言外之意則不過是說，為政治哲人孔子所創(chuàng)立的私學(xué)本是一所政治家學(xué)園。既如此，入了孔門、學(xué)習(xí)了三年還不想去做官，則所來何為呢？此外，縱觀《論語》，尤其是其中弟子們“千萬次地問”，又哪一句不關(guān)乎于政治？難怪乎宋宰相趙普當(dāng)著太宗皇帝的面兒竟會如此底氣十足：“臣有《論語》一部，以半部佐太祖定天下，以半部佐陛下致太平”。至于孔子另外一句“茍有用我者，期月而已可也，三年有成”[30]——不知他這么說到底有何把握和勝算，但有一點(diǎn)卻可以肯定，至少其絕非虛言。至于在孔子與其弟子子路、曾晰、冉有、公西華之間那段經(jīng)典對話中流露出的兩個“比及三年”[31]，尤其充分地展示了孔門弟子偉大的政治理想和遠(yuǎn)大的政治抱負(fù)；而且即使是這樣的理想和抱負(fù)，在他們那里，同樣有著與乃師一樣的自信，只需假以時日，“比及三年”，僅此而已，毋須再多——不多不少、不長不短，就是“三年”，既十分明確（definition）而又十分確定（determination），甚至是毋庸置疑、不容置辯；或者說，是定不可疑的。
為什么是“三年”？這在一部《論語》之中，的確是語說不盡的；但在其中，它無疑又是一個確數(shù)或定數(shù)——不多不少、不長不短，十分干脆，只是“三年”。盡管其中還有如子曰“加我數(shù)年，五十以學(xué)易，可以無大過矣”[32]之所謂“數(shù)年”、子曰“善人為邦百年，亦可以勝殘去殺矣。誠哉！是言也” [33]之所謂“百年”以及子曰“善人教民七年，亦可以即戎矣”[34]之所謂“七年”這樣三個有關(guān)于“年”的數(shù)量詞，但從內(nèi)涵和包蘊(yùn)著這些數(shù)量詞的整個語句上看，則無一不明顯帶有著一種假想、猜測或推斷的語氣；究其實(shí)，則不過是他的一種對未來的想象，既不明確（indefinition）、也不確定（indetermination），似乎是指向彼岸（the other shore）的——然而，終其一生，孔子似乎卻又很少去作這種無謂的想象；而且即使曾有過，他也總是會有意通過一種時間上的特別暗示或者意向——通過一種既不明確又不確定的象征性的長時段概念，明確而又確定地告訴他的弟子：此時此刻的他，其實(shí)正在想象。那么，在此，在這種語氣之下的“數(shù)年”、“百年”和“七年”這樣的時段，大概便可以援引前面清人汪中的話說，“言其久也”吧？誰知道呢——這一點(diǎn)，至少在孔子那里，并不確知；而且總的來說，對“三年”以外的那些屬于未來的事情，他似乎已不再知道些什么。盡管當(dāng)?shù)茏幼訌堅儐柶稹笆揽芍病睍r，孔子回答說：“殷因于夏禮，所損益，可知也；周因于殷禮，所損益，可知也。其或繼周者，雖百世可知也。”[35]——但眾所周知，這里子張之所問及孔子之所答的，乃是歷史而非未來。而且依本文之見，甚至在孔子那里，未來或者明天的事情，似乎還是難以逆料、不可捉摸的，甚至大有一種只管耕耘、不計收獲之意。如季路問事鬼神。子曰：“未能事人，焉能事鬼？”敢問死。曰：“未知生，焉知死？”[36]——相對于“鬼”和“死”而言，“人”與“生”，無疑乃是更生動、更具體也更“此在”（being）的東西——其言外之意，在本文看來，則不過是說，從我做起、從現(xiàn)在做起，最重要的，首先是做好自己眼前的事情、手頭上的事情；或者可以一言以蔽之曰：活著，然后才是如何活或怎樣活、不活（死）以及“鬼”的問題；若直接用孔子的話說，那就是：先“事人”后“事鬼”，先“知生”后“知死”——“人”之“未能事”，“焉能事鬼”；“生”且不可“知”，“焉知”乎“死”？于是乎，我們注意到，在《論語》之中，有弟子曾通過追憶，明確而簡短地記下了這樣一行清晰可辨的文字：“子不語：怪，力，亂，神?！盵37]
英國大文豪莎士比亞（Shakespeare）最著名的經(jīng)典中的那個最著名的角色哈姆萊特，曾作如是說：“活還是不活，這是一個問題?！贝酥^也。對人而言，這的確是一個問題；但這一問題，似乎卻不僅屬于哈姆萊特（毋寧說莎士比亞）、屬于蘇格拉底[38]，而且還屬于中國的孔子（Chinese Confucians）。
“活還是不活”，為其所根本揭示的乃是人之成為人、成為其所是的最基本的囚徒困境與二難選擇——正如魯迅先生的那篇奇文《死火》中所深刻展露出的“是凍滅還是燒完”這個進(jìn)亦憂退亦憂的生命本原現(xiàn)象，對人而言，真是太難了。而且其難就難在：任何人——不管他是誰，也不管他是男是女、是老是少，他都必須在“活還是不活”或者“是凍滅還是燒完”間作出一種選擇，二者必居其一；除此以外，他們便不再有其他任何第三條道路可走了——而這豈不是太難了么？好在自古以來，這種困境與選擇，便僅僅屬于哲學(xué)，僅僅只是屬于哲人的問題；而且古今中外，也僅僅只有像蘇格拉底、莎士比亞、孔子和魯迅這樣的詩性哲人，才會將這樣的問題納入到自己的哲學(xué)視閾，才會去思考這樣的問題，從而也才會明確提出“三年之喪”、“三年之愛”等等等等……諸如此類根本牽絆著個體生命的重大問題——不管怎么說，哲學(xué)總歸是一門個人性的學(xué)問。而人則既是個體的生命，同時又是群體的生命——但在哲學(xué)的諸多分類當(dāng)中，只有“政治哲學(xué)”，才關(guān)涉于后者——既關(guān)涉于人的個體生命，又關(guān)涉于人的群體生命。而蘇格拉底、莎士比亞和孔子，究其實(shí)，也正是這樣的政治哲人。他們的“哲學(xué)”不僅為自己，而且也為別人，乃至于為整個人類這一共同的群體。既如此，我們大概可以理解，為什么孔夫子當(dāng)年面對弟子宰予的一番質(zhì)疑，竟會如此的大動肝火、大發(fā)雷霆，甚至于破口大罵了。但其中的問題是，為什么同為弟子，質(zhì)疑問難的宰予偏偏要遭此責(zé)罵，而那位欲訴諸行動、“欲去告朔之餼羊”的子貢卻可以得到那般禮遇？可別忘了，子貢其人，乃是孔門中的“受業(yè)身通之徒”，“言語異能之士”[39]——聰明得很。也許正惟如此，那位“學(xué)而不厭”、“誨人不倦”[40]以及“因材施教”的孔老夫子，當(dāng)是時也，才不能不考慮：自己多少得給這位弟子留點(diǎn)兒面子吧？
然而孔子如此待人卻是不平等的、不公平的，或至少說是存在著一定過失的。對此，即使他本人，后來也曾公開承認(rèn)說，“吾以言取人，失之宰予；以貌取人，失之子羽?！盵41]——這大概就是“圣人”，一位敢于面對和坦陳自我過失的圣人。當(dāng)然，這其中也有宰予個人方面的問題：“宰予之辭，雅而文也，仲尼幾而取之，與處久而智不充其辯”[42]。盡管孔子之辭也有“雅而文”的時候，但那也只是在他頌習(xí)《詩》《書》、演繹禮儀之時；至于平時，大概是不常用的[43]。因而對宰予“雅而文”之辭，他自然要“幾而取之”了。而“與處久而智不充其辯”一句話，則告訴我們，宰予這個人之所以說起話來“雅而文”，很可能是因?yàn)樗€有點(diǎn)兒食古不化、不知而言[44]的毛病——若如此，則長此以往，便很可能會給乃師留下一種學(xué)藝不精、無所取用的印象；既如此，則孔子自然也便不會喜歡同其論辯了。但事實(shí)卻又證明，“以言取人，失之宰予”——在這一點(diǎn)上，孔子顯然是搞錯了。也許正惟如此，《論語》中的孔子才要作如是說：“君子欲訥于言，而敏于行”[45]、“巧言令色，鮮矣仁”[46]的吧？如此看來，盡管宰予一度曾遭遇過乃師孔子對他的不公平對待，但是他最終還是得到了老人家的刮目相看。而這正應(yīng)了一句俗語，“路遙知馬力，日久常人心”。既如此，又怎見得這對宰予/孔子不是一件好事？
總之，“為什么是三年”這個問題，在某種程度上說，似乎與“活還是不活”以及“是凍滅還是燒完”的問題，是同質(zhì)的；而且從根本上說，它也是雖“有根”，但卻又“無解”的。正如莊子之所謂“天下有大戒二：其一，命也；其一，義也。子之愛親，命也，不可解于心；臣之事君，義也，無適而非君也。無所逃于天地之間，是之謂大戒。”[47]——在此，莊子竟將“子之愛親”稱為“不可解于心”的“命也”、將“臣之事君”視作“無適而非君也”的“義也”并視之為“生（于）天地之間”、“處于天地之間”[48]、亦“無所逃于天地之間”的人的兩條“大戒”，可謂看透了人之成為人、成為其所是的那種相對于完美、全面和永久的不完美性、欠缺性和偶在性。于是乎，一種最黑暗、最冷酷也最恐怖的絕望感便油然而生。然而從另一個角度上說，絕望不也證成著一種最深切的體認(rèn)和感悟？有鑒于此，或許可以用佛家的話說，絕望原是一種本己或?qū)偃说模╬ersonal）“大徹大悟”。而且這種“絕望/大徹大悟”并不是什么自怨自艾、自暴自棄，當(dāng)然也不是什么“知其不可為而不為”（周作人先生語）。它是一個覺醒的開頭、一個得救的開始，是一種俯視或鳥瞰（而非仰視或平視）的目光，更是一種“知其不可為而為之”的反抗絕望、積極進(jìn)取的人生態(tài)度——“海到天邊天作岸，山登絕頂我為峰”；“山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”。
至此，“活還是不活”、“是凍滅還是燒完”——或者說是“坐以待斃”還是“垂死掙扎”？已不再成為囚徒困境和二難選擇。一句話：只管耕耘，不計收獲，生如夏花之爛漫，死如秋夜之靜美——這是因?yàn)?，一顆生命的價值，并不在于其最終結(jié)果而是在于它曾經(jīng)活過、曾經(jīng)燒過或曾經(jīng)掙扎過，甚至就在于它曾經(jīng)活過、燒過或掙扎過的那短短的一瞬?；蛟S在此我們還可以進(jìn)一步或退一步地用哲學(xué)的話說，它既“一分為二”過，又“合二為一”過——而這大概也就是老子之所謂“二生三”的“三”或者說是“三生萬物”的“三”以及孔子之所謂“三年之愛”、“三年之喪”的“三”吧？
其實(shí)，出世入世，總歸一世；或出或入，理固已然。儒道同源，密不可分。而中國傳統(tǒng)文化原本就是以儒、道兩家的思想為主流的。因而斷不可蔽于一端、流于一曲，不可顧此而失彼；否則，很可能如莊子之所謂“不幸不見天地之純，古人之大體”甚至還可能將導(dǎo)致“道術(shù)將為天下裂”[49]矣。若如此，則豈不悲夫！這個世界并非什么“沒有真理，只有解釋”，但“惟有明白真理的人才最會看出真理的類似”，就像古人說的，“觀其所以微見其意者，皆圣賢相與警戒之義”[50]。否則，大概就要算作是“庸俗”——而有關(guān)于“庸俗”，古希臘人卻有這樣一個叫做“apeirokalia”的絕妙詞匯，并以之來“形容缺乏對美好事物的經(jīng)歷”[51]。
按照《漢書》作者班固的意見，“《論語》者，孔子應(yīng)答弟子、時人，及弟子相與言而接聞于夫子之語也。當(dāng)時弟子各有所記。夫子既卒，門人相與輯而論纂，故謂之《論語》?！盵52]也就是說，所謂“《論語》者”，本是一部對話集或問答錄。因此只有通過子夏之所謂“博學(xué)而篤志，切問而近思，仁在其中矣”[53]一句話中的“博學(xué)”、“篤志”、“切問”與“近思”，通過細(xì)讀、玩味、體認(rèn)和感悟，并且通過設(shè)身處地地切實(shí)進(jìn)入到當(dāng)時的對話語境和話語情境之中，才能得其道德宏旨與微言大義。否則，很可能不是五花八門、不著邊際，便是語焉不詳，不知所云。子張有曰：“執(zhí)德不弘，信道不篤，焉能為有？焉能為亡？”[54]——他的這番話，應(yīng)當(dāng)說是對的。
注 釋：
[1]《老子四十二章》。
[2][46]《論語學(xué)而》。
[3][43]《論語里仁》。
[4]《論語正義學(xué)而第一》，
[5][11][13]《史記孔子世家》。
[6]《韓詩外傳》卷七。
[7]有關(guān)于此，《禮記曲禮（上、下）》之中，多有記述，十分龐雜，而且其中更多的卻又是女叔齊之所謂“是儀也，不可謂禮”（《左傳昭公五年》）。因與本文無涉，故茲不贅述。
[8][45]《論語陽貨》。
[9]《論語憲問》。
[10]《左傳成公十三年》。
[12][35]《論語為政》。
[14][32][37][40]《論語述而》。
[15]《中庸》。
[16]《論語八佾》。
[17]《論語顏淵》。
[18]《禮記樂記》。
[19]《禮記曲禮上》。
[20][31][36]《論語先進(jìn)》。
[21][22]《中庸章句》。
[23]《春秋繁露循天之道》。
[24]參見米繼軍，《“和合學(xué)”辨正——與張立文先生商榷》，《學(xué)術(shù)前沿》（香港）2005（7）。
[25]《老子三十五章》。
[26]《論語子罕》。
[27]李觀，《通儒道說》，《全唐文》卷五百三十五，中華書局1983年影印本。
[28]《論語泰伯》。
[29]據(jù)《論語述而》中之所謂“自行束修（即十條干肉）以上，吾未嘗無誨焉?！?/p>
[30][33][34]《論語子路》。
[38]據(jù)說蘇格拉底臨終之前嘗作如是說，“我去死而你們?nèi)セ?，到底誰會更好，只有天知道”。
[39][41]《史記仲尼弟子列傳》。
[42]《韓非子顯學(xué)》。
[43]據(jù)《論語述而》，“子所雅言，《詩》、《書》、執(zhí)禮，皆雅言也?！?/p>
[44]《韓非子初見秦》，“臣聞不知而言不智”。此句正可解釋其中“智不充其辯”一語。
[47]《莊子人間世》。
[48]《莊子知北游》。
[49]《莊子天下》。
[50]蘇軾，《留侯論》。
[51][美]列奧施特勞斯（Leo Strauss）著，一行譯，《什么是自由教育（What Is Liberal Education）》，《古典傳統(tǒng)與自由教育》，華夏出版社，2005：8。
論文語種：中文
您的研究方向：管理
是否有數(shù)據(jù)處理要求：否
您的國家：北京
您的學(xué)校背景：北京理工大學(xué)
要求字?jǐn)?shù)：6000 (開題報告)
論文用途：碩士畢業(yè)論文
是否需要盲審(博士或碩士生有這個需要)：否
補(bǔ)充要求和說明：先要一個開題報告! 正式畢業(yè)論文的要求 學(xué)校還沒通知 開題報告要求 見 附件 題目方向是 三維制造工藝 對機(jī)加企業(yè)(車間) 的影響 或 數(shù)字化制造 對機(jī)加企業(yè)(車間)的影響 (最好是針對航天制造企業(yè))
北京理工大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文開題報告：基于三維模型的工藝對技術(shù)對航天制造企業(yè)生產(chǎn)效率的影響
一、學(xué)位論文選題的目的和意義
1.1 選題背景
進(jìn)入21世紀(jì),數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在國際航空制造業(yè)新產(chǎn)品研制中發(fā)展迅猛,傳統(tǒng)的以模擬量傳遞為基礎(chǔ)的設(shè)計制造手段，已經(jīng)逐漸被以數(shù)字量傳遞為基礎(chǔ)的數(shù)字化手段所代替,通過全面采用數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù),極大縮短了機(jī)型研制周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
二、本選題研究領(lǐng)域歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢分析
三、研究方案
四、研究計劃進(jìn)度表
五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算
六、參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：建模，裝配仿真，干涉檢查
1 引言虛擬制造是實(shí)際制造工程在計算機(jī)上的映射，船舶建造仿真要求采用三維的模型來代替實(shí)際的制造工程，將在車間、船臺（塢）的工作在虛擬的環(huán)境下先運(yùn)行一遍，從分段裝配、舾裝配合、動力學(xué)性能、流體力學(xué)性能等多方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而得出船舶建造的邏輯順序與合理性，并為建造過程的優(yōu)化準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2 船舶建造數(shù)字建模及裝配仿真要求船舶的建造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)代造船技術(shù)以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，采用成組技術(shù)和計算機(jī)集成制造技術(shù)，有層次的對整個建造工程實(shí)施分解，在不同的階段，對三維建模有不同的要求。在以進(jìn)行船舶建造作業(yè)計劃編制為目的，同時滿足生產(chǎn)設(shè)計需要的情況下，對船舶數(shù)字化建模和裝配仿真技術(shù)的要求是[1,2]：（1）提供編制計劃所需要的產(chǎn)品特征信息，包括產(chǎn)品的幾何特征、物理特征、工程結(jié)構(gòu)特征等。在實(shí)際建造前根據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與圖形學(xué)映射關(guān)系確定各個零件的配合情況；（2）對產(chǎn)品進(jìn)行干涉檢查，確定整個裝配方案的可行性，在虛擬環(huán)境下消除產(chǎn)品的設(shè)計缺陷；（3）通過裝配仿真，給出產(chǎn)品的裝配信息與約束信息，確定生產(chǎn)計劃所需要的裝配邏輯順序；（4）以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)，通過仿真，構(gòu)建裝配工藝路線，實(shí)現(xiàn)可行的裝配工藝規(guī)劃；（5）進(jìn)行裝配工藝仿真后處理，給出適合生產(chǎn)實(shí)際的三維模型與工藝文件。
3 數(shù)字化三維模型的建立這里使用的是CATIA V5 軟件進(jìn)行建模裝配仿真與干涉檢查。CATIA V5 是IBM 和達(dá)索系統(tǒng)公司共同推出的CAD/CAE/CAM 軟件，該軟件能夠在windows和Unix 等平臺上運(yùn)行，具有較強(qiáng)的三維造型功能，還有較強(qiáng)的運(yùn)動仿真功能模塊。
3.1 造船工程分解與任務(wù)包的確定
進(jìn)行三維數(shù)字化建模，不能單純的為了建模而建模，如果只是將船舶按其二維圖紙做成三維物體，則失去了建模的意義。以生產(chǎn)計劃編制為目標(biāo)的數(shù)字化建模通過船舶工程分解，來分清整個工藝過程，確立任務(wù)包，在此基礎(chǔ)之上，為后面的裝配仿真打下信息基礎(chǔ)。
船舶生產(chǎn)的過程實(shí)際上是制造零部件，即所謂的“中間產(chǎn)品”。免費(fèi)論文。這些中間產(chǎn)品經(jīng)過幾個制造級的逐漸變大變復(fù)雜，終而形成一艘船，即最終產(chǎn)品。免費(fèi)論文。因此從中間產(chǎn)品的角度來分解船舶的建造任務(wù)是理想的方案，這就是產(chǎn)品導(dǎo)向型分解。產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解的原理是：任何系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是層次分明有序可循的，通過層層分解可以通過圖表的形式揭示其有序結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解用于造船時，首先按照任務(wù)本質(zhì)的不同將造船全過程分為船體建造、舾裝和涂裝三大類，每一大類又分為加工和裝配兩種作業(yè)。例如，將船體建造分為零件加工、零件裝配、部件裝配、小分段裝配、分段裝配、大分段裝配和船體合攏7 個制造級。
3.2 分段模擬建模
（1）船體外板的建模
本文是在具有船殼曲面型值表的基礎(chǔ)上進(jìn)行船殼曲面的三維建模。由于型值表中的數(shù)據(jù)有間隔，在生成型線后，還進(jìn)一步對其進(jìn)行了光順。在具體建模過程中環(huán)境的設(shè)置如下：以X 正方向?yàn)榇挤较?，Y 正方向?yàn)榇蚁戏较?，Z 正方向?yàn)榇叻较?。只需XZ 平面一邊建立一半船殼曲面，另一邊映射即可。在生成所有曲面之后，如果還有局部的地方出現(xiàn)棱角，還可以充分利用CATIA 中的曲面修改功能，對于有棱角的地方可以把帶有棱角線兩邊的曲面連接（Join）成一大塊，然后在棱角線兩邊分別用兩個參考面把這塊大面截斷（Split）成兩塊面，去掉中間有棱角線的曲面。再由這兩塊Split面通過Blent（or Fill）命令連接起來，Blend（or Fill）命令中有保證曲面光順連接的選項(xiàng)，可以保證曲面的光順連接。對于凹凸不平的小塊曲面也可以用這種方法來修改。
（2）零件的建模
零件的建模，其目的是為了在以后的裝配仿真和生產(chǎn)計劃編制中提供必要的信息。其應(yīng)具備下列基本策略：
（a）特征設(shè)計與特征提取的綜合利用。特征是產(chǎn)品建模的強(qiáng)有力支持。建模時應(yīng)將特征設(shè)計與特征提取結(jié)合起來，充分利用現(xiàn)有的CAD 系統(tǒng)所提供的特征造型功能，盡量從有關(guān)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫直接提取，同時要充分的利用人機(jī)交互共功能，通過交互輸入定義。
（b）面向?qū)ο蟮慕７绞?。面向?qū)ο蟮慕７绞剑哂邢却趾缶?，由抽象到具體的特點(diǎn)，符合產(chǎn)品設(shè)計時的自然思維習(xí)慣，應(yīng)在建模中得到充分應(yīng)用。
（c）模型的層次化組織。免費(fèi)論文。在建模過程中，應(yīng)該具有大局觀，不能只盯著一個構(gòu)件，而是應(yīng)該考慮整體的層次性，在經(jīng)過詳細(xì)科學(xué)的分解以后，分層有計劃的建模。
模型不僅要處理設(shè)計系統(tǒng)的輸入信息，還應(yīng)能處理設(shè)計工程中的中間信息和結(jié)果信息，因此模型的信息應(yīng)隨著設(shè)計過程的推進(jìn)而逐步豐富和完善。
4 裝配仿真與干涉檢查船舶裝配仿真與干涉檢查是在虛擬的環(huán)境下確定船舶的作業(yè)邏輯順序，提供生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)資料，檢驗(yàn)工藝與設(shè)計的可行性。它是船舶虛擬制造和生產(chǎn)作業(yè)計劃的至關(guān)重要的一環(huán)，是進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃的基礎(chǔ)。裝配仿真包括了零件裝配、部件裝配和分段裝配三個制造級的任務(wù)包。在進(jìn)行裝配仿真的過程中，應(yīng)該按照工藝順序依次進(jìn)行虛擬，其作用如下：(1) 擬定裝配方案，優(yōu)化裝配結(jié)構(gòu)。從設(shè)計和制造工藝出發(fā)，在各種約束中尋求裝配的合理性與最優(yōu)性；(2) 改進(jìn)裝配性能，降低裝配成本。船舶裝配所涉及的零件種類繁多，數(shù)量巨大，裝配仿真的任務(wù)首先要確保產(chǎn)品的裝配到位，然后要求裝配能夠比較容易實(shí)現(xiàn)，盡量降低成本；(3) 產(chǎn)品可制造性的基礎(chǔ)。由于目前詳細(xì)設(shè)計一般還是二維的，必須在虛擬三維環(huán)境下檢查產(chǎn)品的可行性；(4) 為計劃提供必要的信息數(shù)據(jù)。
4.1 裝配仿真
裝配仿真的覆蓋范圍很廣泛，這里具體來說包括裝配順序、裝配路徑和裝配工藝三個方面的內(nèi)容，其中裝配順序與裝配路徑是最為核心內(nèi)容。
4.2 干涉檢查
船體分段有很多組件構(gòu)成，肉眼很難發(fā)現(xiàn)可能的干涉情況，利用CATIA 所提供的干涉檢查函數(shù)，可以自動的檢查所有的干涉情況。下面通過實(shí)例來說明。
在構(gòu)件中有一工字梁與角鋼交叉，要進(jìn)行干涉檢查，看兩者是否有接觸而不能裝配，應(yīng)用Compute Clash 命令，將兩個零件同時選中，即可分析這兩個零件的干涉情況。當(dāng)對話框Result 出現(xiàn)Clash 表示兩個組件發(fā)生了干涉，出現(xiàn)Contact 則表示選定的兩個組件相接觸，如果No interference 則表示沒有干涉。
5 結(jié)語本文以編制生產(chǎn)計劃為目的，研究了基于虛擬制造下的三維數(shù)字化建模的方法。在CATIA 環(huán)境下，研究了怎樣通過對工藝合理性分析結(jié)合裝配分析，虛擬干涉檢查、產(chǎn)品裝配、生產(chǎn)工藝仿真，最后得到適合生產(chǎn)計劃編制的數(shù)字化模型。
