机械产品的复杂性和装配工艺规划的经验性,导致了虚拟装配的高度复杂性。针对“虚拟装配信息空间和工艺信息管理任务日益增长的复杂度”与“交互通道的带宽和人有限的认知以及信息处理能力“之间的的矛盾,本文将普适计算“以人为中心”的思想引入虚拟装配环境,提出了“以情境为基础,以感知为核心”实现“具有一定智能的计算机辅助装配工艺规划系统”的构想。以系统实现为目标,综合应用本体论、人工智能、Agent技术为手段,并灵活应用XML这种技术,从情境表示、情境构建、情境推理、情境应用及系统集成五个依次递进的层面,对基于情境感知的虚拟装配工艺规划进行系统的探索和研究。通过3D-IVAPP原型系统的开发,对论文提出的理论技术和关键算法进行了集成验证。论文主要工作如下：1、基于本体的情境感知体系结构框架构建在分析了装配工艺规划的影响因素以及装配工艺知识分类基础上,讨论了装配情境的内涵与外延,得出了装配情境与装配知识的关系,结合CTK构建了基于本体的情境感知体系结构框架,提出了面向虚拟环境智能的小世界情境的概念,并基于本体设计了装配情境工作模型和感知框架,为智能装配系统制定了功能模块与关键技术。2、智能装配的情境信息的本体建模通过对传统CAD系统装配设计方法的分析,设计了一种虚拟装配的多层次装配模型,并在此基础上重点分析了装配特征语义信息的提取,提出了一种可操作性强的层次化装配语义模型；在对本体的概念、构造准则方法以及本体语义分析的基础上,建立了装配的本体领域词汇；建立了装配特征与本体的信息映射关系,基于SolidWork进行了语义信息提取,并应用集合理论封装了情境装配信息模型,为系统的情境感知奠定了基础。3、本体语义推理与智能扣件全面分析、比较了OWL-DL和SWRL在语义推理方面各自的优缺点,提出了基于OWL-DL和SWRL结合的DLRL推理方案,进行OWL本体知识库和SWRL规则库的建立,设计了事例与规则的转换方法,并建立了零件装配体从属关系、概念一致性检测、装配体自由度等规则描述；应用DLRL推理器,提出了本体实例化智能扣件Widgets,给出了智能零件识别的算法流程为挖掘隐性知识提供了有效手段。4、装配情境感知机制研究基于虚拟装配的功能特点,指出任务感知是虚拟装配情境感知的核心,分析了装配中的任务、角色之间的关系,构建了面向装配情境感知的多Agent系统结构,给出了基于多Agent的的消息响应模式,设计了基于多Agent的装配情境感知机制。在分析情境识别、获取需求基础上,建立了装配情境多粒度模型,提出了基于商空间的多粒度感知算法。并利用粒子群计算对装配序列进行了智能规划,为智能虚拟装配系统的感知决策提供了方法,并提高了效率。最后,设计并开发了一个基于情境感知的虚拟装配工艺规划原型系统,简称为3D-IVAPP,其中包括：从SolidWorks环境中导出三维模型、语义信息,Open Inventor支持下的虚拟环境中智能装配扣件的算法流程和实现以及基于Web的工艺资源管理平台中用户数据、权限管理以及三维模型的共享和可视化。对本文的研究思路、方法及关键算法进行了验证。