基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng),是將企業(yè)的企業(yè)中個(gè)人的、集體的、行業(yè)的知識(shí)和技能進(jìn)行收集、整理、歸納,然后將這些工藝知識(shí)發(fā)送到需要的地方去,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)的重復(fù)使用。目的是將最恰當(dāng)?shù)墓に囍R(shí)在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間傳遞給最需要的人,幫助它們做出快速、準(zhǔn)確的工藝工作。一方面,基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)工藝知識(shí)的積累、集成共享,因?yàn)楣に囍R(shí)是實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),工藝知識(shí)的共享才能使工藝知識(shí)創(chuàng)造更大的價(jià)值,知識(shí)共享是體現(xiàn)工藝知識(shí)的價(jià)值的關(guān)鍵所在;另一方面,工藝知識(shí)具有動(dòng)態(tài)性,是不斷更新、豐富的過(guò)程,這就需要基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)對(duì)工藝知識(shí)進(jìn)行管理,不僅要對(duì)已形成的工藝知識(shí)進(jìn)行管理,還要對(duì)知識(shí)的形成過(guò)程進(jìn)行管理。
本文針對(duì)面向知識(shí)的Capp集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,論述了基于知識(shí)集成的Capp系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及工作流程設(shè)計(jì)等,通過(guò)基于知識(shí)集成的工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中吸納工藝設(shè)計(jì)人員的工藝設(shè)計(jì)習(xí)慣和企業(yè)工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),能夠顯著減少工藝設(shè)計(jì)中工作量,最終提高產(chǎn)品快速制造能力。
1 系統(tǒng)框架
基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),以工藝知識(shí)資源庫(kù)為核心,以交互式設(shè)計(jì)、派生式設(shè)計(jì)和智能式設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),集成工藝知識(shí)庫(kù)管理、工藝文件格式化輸出和工藝上傳審批等模塊,提供與AutoCAD繪圖軟件以及Office文檔軟件的集成接口,并與PDM有效集成,充分利用PDM的用戶(hù)權(quán)限管理模塊、工作流程管理,是集工藝設(shè)計(jì)與工藝管理于一體的應(yīng)用系統(tǒng),集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 基于知識(shí)的工藝設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
2 CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)
基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),提供面向多任務(wù)和多用戶(hù)的并行工藝設(shè)計(jì)環(huán)境;谥R(shí)集成的CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互
基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)對(duì)知識(shí)分類(lèi),并進(jìn)行知識(shí)的提取和存儲(chǔ):從工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)提取各種工序簡(jiǎn)圖標(biāo)注知識(shí)(包括尺寸公差、形位公差等),存儲(chǔ)在本地;從工藝設(shè)計(jì)師或者工藝專(zhuān)家以及特定的工藝數(shù)據(jù)中獲取經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí),表示為決策規(guī)則知識(shí),存儲(chǔ)在本地;從工藝文檔中提取實(shí)例性工藝知識(shí)和常用的工藝術(shù)語(yǔ),表示為典型工藝、典型工序和工藝術(shù)語(yǔ),提交到服務(wù)器;從企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)規(guī)定中提取約束性知識(shí),表示為技術(shù)文檔,存儲(chǔ)在本地;從工序簡(jiǎn)圖中提取典型的工序簡(jiǎn)圖,通過(guò)AutoCAD ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)典型工序簡(jiǎn)圖的參數(shù)化設(shè)計(jì)。利用PDM平臺(tái)使各種知識(shí)和相關(guān)數(shù)據(jù)高度集成和共享,為工藝設(shè)計(jì)方法提供知識(shí)支持,提高工藝設(shè)計(jì)效率。
3 CAPP系統(tǒng)的功能框架設(shè)計(jì)
基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)分為以下幾個(gè)功能模塊:制造資源管理、工藝知識(shí)庫(kù)管理、工藝設(shè)計(jì)及工藝文件管理。每個(gè)主要功能模塊再細(xì)分為若干子功能模塊,系統(tǒng)的主要功能模塊如圖3所示。
圖3 基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
(1)制造資源管理,提供制造資源庫(kù)管理子系統(tǒng),內(nèi)置常用的工具庫(kù)、量具庫(kù)、設(shè)備庫(kù)、材料庫(kù)等,允許用戶(hù)自由擴(kuò)展,建立有自身特色的資源庫(kù),在工藝設(shè)計(jì)時(shí),作為工藝知識(shí)引用;
(2)工藝知識(shí)庫(kù)管理,能夠通過(guò)典型工藝、典型工序、工藝術(shù)語(yǔ)和典型工序簡(jiǎn)圖子系統(tǒng)以及常用的技術(shù)文件對(duì)企業(yè)的工藝知識(shí)不斷擴(kuò)充,不斷的積累工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù);
(3)工藝設(shè)計(jì),以知識(shí)庫(kù)為核心建立交互式、派生式和智能式工藝設(shè)計(jì)方法。總結(jié)歸納出小口徑炮彈領(lǐng)域內(nèi)的專(zhuān)家知識(shí),利用DEST專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具建立工藝路線(xiàn)知識(shí)工程,實(shí)現(xiàn)智能式工藝設(shè)計(jì)中工藝路線(xiàn)的智能設(shè)計(jì);
(4)工藝文件管理,通過(guò)與PDM集成,完成工藝審核、工藝文檔管理及工藝知識(shí)共享;采用個(gè)人工作區(qū),方便工藝人員對(duì)工藝文件及工作流程進(jìn)行查看。
4 CAPP系統(tǒng)的工作流程
基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng)的工作流程如圖4所示,用戶(hù)首先從PDM用戶(hù)信息庫(kù)中讀取用戶(hù)信息登錄基于知識(shí)集成的CAPP系統(tǒng),從PDM客戶(hù)端查看工藝任務(wù)后從交互式工藝設(shè)計(jì)、派生式工藝設(shè)計(jì)、智能式工藝設(shè)計(jì)中選擇一種合適的工藝設(shè)計(jì)方法在工藝知識(shí)庫(kù)的輔助下進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完成后通過(guò)工藝輸出系統(tǒng)將工藝信息進(jìn)行整合輸出到word文檔中,并與相關(guān)工藝數(shù)據(jù)共同提交到PDM平臺(tái),在事先定義好的審核流程進(jìn)行工藝審核,通過(guò)則提交到PDM庫(kù)中,否則重新設(shè)計(jì);通過(guò)的工藝可以進(jìn)行申請(qǐng)典型工藝審核,不斷積累企業(yè)的典型工藝知識(shí);用戶(hù)還可以將通過(guò)的工藝和典型工藝中的工序進(jìn)行申請(qǐng)典型工序?qū)徍耍詡湓诠に囋O(shè)計(jì)中將一條工序整體引用。
圖4 基于知識(shí)CAPP系統(tǒng)流程圖
5 結(jié)束語(yǔ)
綜合上述分析,我們知道,該系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā),可以為企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)以下幫助:
(1)能夠?yàn)楦饔脩?hù)提供工藝設(shè)計(jì)資源,各用戶(hù)圍繞統(tǒng)一的產(chǎn)品信息關(guān)系模型進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各用戶(hù)之間的信息共享和集成。
(2)針對(duì)企業(yè)多品種小批量生產(chǎn)且新工藝不斷增加的實(shí)際情況,建立了以交互式為基礎(chǔ),結(jié)合派生式和基于專(zhuān)家系統(tǒng)的智能式的工藝設(shè)計(jì)方式。
(3)實(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)分類(lèi),對(duì)公共制造資源、用戶(hù)提交的零件典型工藝庫(kù)、零件典型工藝方案、工藝術(shù)語(yǔ)、典型工序簡(jiǎn)圖、工藝文件文檔等進(jìn)行有效管理,完成知識(shí)的動(dòng)態(tài)管理,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的不斷擴(kuò)充和積累。
(4)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一的管理,通過(guò)與PDM集成,利用PDM工作流和結(jié)構(gòu)配置模塊實(shí)現(xiàn)工藝文檔的上傳、校核、審查、審核、標(biāo)準(zhǔn)檢查、審定、批準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的共享。
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