因此对于企业而言，能否运用简洁快速的手段，用准确和详尽的信息快速响应不同形式客户的需求至关重要。第五代建模技术——行为建模技术以客户目标和预期为中心，能够综合产品功能行为、设计内容以及几何表达需求等，以臻实现完美设计。这一技术为上述问题的解决提供了思路。 

一、响应敏捷制造要求的设计方法

    基于敏捷制造要求的制造企业必须通过产品、服务等不断地奋进改革和优化来适应瞬息万变的市场环境，而其中的核心就是产品及其工艺的设计过程。其基本本过程如图1所示。

    首先获取客户的需求，形成满足客户个性需求及相关的设计目标要素，并按目标要素优先次序进行排序管理，综合解决方法并建立目标参数。分析和优化与设计目标相关的参数，形成初步的产品实现手册，这一步被称作为概念设计；其次根据概念设计中确立的基本原则，采用设计—分析—优化的基本方法，并通过与企业的知识库以及经验模型的互动，实现产品与工艺的并行设计，形成产品实现的数据资料。

    这一设计流程中的关键在于参数化的模型建立、仿真优化以及以知识、需求综合管理支撑等为主要因素的技术。

图1 基于模型的产品与工艺并行设计流程

二、行为建模的设计方法

    行为建模技术为上述基于模型的产品与工艺并行设计提供了设计层面的解决方法，它能够让设计人员得到充分解放，使他们更加自如地面对不断变化的要求，综合考虑产品所要求的功能行为设计背景等，运用交互求解和知识捕捉等智能工具追求高度创新，完成满足行为要求和完替性能要求的设计。

    行为建模的一般过程如图2所示。基于特征的参数化模型是行为建模的基础，其建模信息源包括三个部分：第一类是以目标为导向；第二类以实验数据为重要信息来源；第三类以先进的知识为基础。在实际的建模过程中，往往是这三种方法的协调和统一。

    由一般模型经过特征提取与参数、关系的约束定义形成参数化特征模型，这一模型不仅仅包含产品开发的几何要素，而且包含了工艺等其他信息。因此这一模型能够提供设计制造过程中统一和完整的产品定义信息。

    在参数化模型基础上，进行用户的需求解读和目标协调，并依据仿真、分析获取行为要求的初始信息来定义行为特征。行为特征用于推动设计进展，为优化结果提供评估基础。确定行为特征和设计模型之后，行为建模技术根据参数化模型的特定目标和标准自行改进设计，即可以自动完成工程师不得不用手工进行的所有设计反复，最终形成最优方案。

图2 行为建模技术一般过程

三、Pro/ENGINEER行为建模工具

    PTC公司的Pro/ENGINEER是集计算机辅助设计、分析、制造功能于一体的系统解决方案，它的行为建模模块(2000i以上版本)采用基于能够捕捉设计和过程信息以及定义产品所需要各类工程规范的智能化模型方法，以设计目标为驱动，基于开放环境进行优化迭代设计。基于Pro/ENGINEER的行为建模方法如图3所示。

图3 基于Pro/ENGINEER的行为建模方法

    其主要工具包括：敏感度分析，是当分析模型尺寸或者独立模型参数在指定范围内改变时，多种测量参数的变化方式；可行性分析，是在满足用户指定约束的条件下，寻找一组合适的解来找到解决方案，模型将会按照新的修改方案显示；优化分析，是根据可行性的研究参数或目标函数，来生成优化特征；多目标设计研究，是采用主表和衍生表的分层顺序，在多个或是冲突的设计目标中寻找最优决方案。

四、工具箱设计实例

    下面以工具箱盖中汽缸装且制箱盖的开合为实例，对修改装置作行为建模研究。以期满足客户要求。在指定的特征材料和压力条件下，盖子在30°保持平衡，当大于30°角时能够自行打开；当小于30°角时，盖子会自行闭合。

    首先建立工具箱攀于特征的参数化模型如图4所示，指定各元件材料类型，并将工具箱各元件以Mechanism形式组装；进入Mechanism模块，进行运动分析，获取初始条件。针对用户需求，在30°位置时，箱盖能够在气缸装置和箱盖自重条件下保持平衡。因此在30°位置创建快照，并据此快照进行力平衡分析，获得力平衡时反作用的值，如图5所示；再进入行为建模工具模块，针对客户对于力平衡时负荷大小的要求，对箱盖上连接汽缸装置的元件相对位置进行可行性分析，以该元件距离箱盖旋转中心的距离为分析特征，进行可行性与优化分析，约束该距离在合理的范围内，定义分析收敛性要求以及分析过程中的迭代最大值；再次回到机构环境，基于优化后的方案进行动为学仿真，可以验证优化结果，如图6所示。

图4 工具箱模型

图5 力平衡时反作用负荷

图6 可行性、优化分析图示

五、结语

    通过上面的实例，可以看出行为建模技术能够跟进功能行为、设计内容及几何要求，基于智能模型来交互求解目标方案。这一方法极大地提高了设计人员的能动性，帮助企业以市场和客户需求为导向实施敏捷制造，通过产品和服务的不断改革和优化来适应瞬息万变的市场环境。