產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化，功能的日益集成化促使了知識(shí)比重在新產(chǎn)品開發(fā)過程中的提高。面對激烈的市場競爭和產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)要求的提高，以最快的速度將所需新知識(shí)融入新產(chǎn)品中已是各企業(yè)競爭成敗的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)的成功與否主要是由其所需知識(shí)決定的，特別是新知識(shí)的含量。

    基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)的集成信息系統(tǒng)，是以支持知識(shí)管理及技術(shù)創(chuàng)新作為核心，是整個(gè)信息集成系統(tǒng)當(dāng)前及今后的發(fā)展趨勢。雖然當(dāng)前不少機(jī)械企業(yè)都已開始進(jìn)行CAX系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，但這些機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)集成系統(tǒng)的知識(shí)集成仍相當(dāng)缺乏，也缺少相關(guān)知識(shí)管理系統(tǒng)的支持。因此，有必要就其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的研究。

一、CAX集成信息

    在機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)過程中，通過CAX分系統(tǒng)得出了組成產(chǎn)品零部件的主物料楣關(guān)的信息，此信息直接注明了零部件的相關(guān)物理特征，例如，零部件標(biāo)號(hào)、名稱、重量、單位等，此外，還產(chǎn)生了產(chǎn)品設(shè)計(jì)物料清單的相關(guān)內(nèi)容，以及零件工藝路線、工序工步等相關(guān)信息。對于任一具體的機(jī)械零部件甚至整件，其都具有一些同CAD/CAPP/CAE等模型相對應(yīng)的共同屬性，并可抽象出新的CAD/CAPP/CAE模型的實(shí)體，具體的零部件或整件均繼承了其所有的屬性。所以，可將已有CAD/CAPP/CAE各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)的模式進(jìn)行相應(yīng)的集成，使其形成一個(gè)整體模式。以下就CAX集成信息的主要內(nèi)容進(jìn)行介紹：

    1.CAX集成信息的描述

    CAX集成系統(tǒng)是集成的平臺(tái)及其框架，管理企業(yè)中同產(chǎn)品相關(guān)的所有信息和同產(chǎn)品相關(guān)的所有過程都同其密切相關(guān)，如何將此類信息進(jìn)行有效的組織以便對產(chǎn)品的開發(fā)集成技術(shù)的主要內(nèi)容進(jìn)行研究和查看�？傮w來看，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，相關(guān)的數(shù)據(jù)管理信息可分為以下三個(gè)部分：

    1)產(chǎn)品的信息。主要是指對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)信息以及相關(guān)文檔的描述，包括了零件的分類信息、管理信息、BOM信息以及更改單、審批結(jié)果。

    2)過程控制的信息。主要包括了需求的定義、相關(guān)技術(shù)要求、應(yīng)用系統(tǒng)輸出的信息以及工藝制造信息等。

    3)組織緒構(gòu)的信息。指的是對于產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程中所參與的工作組、角色以及工作人員組織結(jié)構(gòu)以及權(quán)限的相關(guān)描述。

    2.CAX集成信息的組織

    信息的一個(gè)重要的有效組織手段之一是根據(jù)對象的管理機(jī)制進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹的建立。機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)的過程中，采用產(chǎn)品層層分解的方式對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行組織。層層間形成了類屬或聚合的關(guān)系，并最終建立了一個(gè)基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹。此結(jié)構(gòu)提供了一種單一形式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，為所有數(shù)據(jù)的一致性以及共享性都打下了基礎(chǔ)。如下圖1的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹。

    圖1 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹

    整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹除了根節(jié)點(diǎn)之外，均為對相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中所獨(dú)立存在的零部件的引用，僅有零部件一個(gè)存儲(chǔ)實(shí)例在數(shù)據(jù)庫中，而對此例的修改將會(huì)導(dǎo)致所有對此零部件進(jìn)行引用的所有結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)修改，此聯(lián)動(dòng)修改對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的及時(shí)更新產(chǎn)生了極大地維護(hù)作用，確保了信息樹相關(guān)數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一性。

    此產(chǎn)品信息結(jié)構(gòu)樹的建立原則為“引用”。若尚不存在所需建立零部件的引用關(guān)系時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行此零部件的創(chuàng)建，然后在通過引用關(guān)系來進(jìn)行使用。因此，需進(jìn)行相應(yīng)子裝配體和零件的組織，以便于查詢。下圖2為基于零部件單位的數(shù)據(jù)組織形式。

    圖2 機(jī)械零件及其關(guān)聯(lián)屬性引用模型

二、集成產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)

    本文基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，在結(jié)合面向?qū)ο髮臃�，先進(jìn)行面向?qū)ο髷?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立，然后將對象分別映射至關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表格中，使CAX系統(tǒng)間的信息傳遞能夠以集成平臺(tái)為基礎(chǔ)來進(jìn)行，不必直接進(jìn)行信息傳遞。

    1.UML對象模型

    為實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品集成開發(fā)系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效管理，采用面向?qū)ο蠓▽Ξa(chǎn)品信息進(jìn)行了描述，對產(chǎn)品類、零部件類、視圖類、工作組類以及人員類進(jìn)行了相應(yīng)的定義，通過類層次性結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品信息進(jìn)行了表達(dá)，并采用了建模語言UML的類圖對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過產(chǎn)品及零部件類的描述，可獲得產(chǎn)品的大概信息，視圖對象類則對面向產(chǎn)品開發(fā)的不同的階段進(jìn)行了描述。

    2.對象映射

    對照關(guān)系可實(shí)現(xiàn)對任意復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品零部件的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行描述，數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)可通過E2R語義建模方法進(jìn)行描述。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)其實(shí)就是一個(gè)反復(fù)的過程，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程也是一個(gè)探索前進(jìn)的過程。若要廢棄某種設(shè)計(jì)，只需將相應(yīng)引用關(guān)系進(jìn)行切斷即可，此設(shè)計(jì)實(shí)例仍保存在數(shù)據(jù)庫中，若需重新使用時(shí)，只需重建其引用關(guān)系即可。

三、基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成體系的框架

    1.體系描述

    基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成體系的基本集成框架為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，同耐還融入了知識(shí)管理的相關(guān)理念，結(jié)合了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)例及其規(guī)則推理，將知識(shí)庫及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)作為核心，人人交互式設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了基于知識(shí)庫管理的智能工具的集成化。此體系主要包含了設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理兩大系統(tǒng)，見下圖3。

    圖3 基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成體系的框架

    基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成體系為產(chǎn)品的開發(fā)提供了軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)為核心、服務(wù)支持為保障的環(huán)境以及實(shí)時(shí)信息和決策的支持，實(shí)現(xiàn)了高效快速的智能管理。此系統(tǒng)主要是由CAD/CAE/CAPP/CAM系統(tǒng)進(jìn)行大量產(chǎn)品相關(guān)生產(chǎn)信息的提供，然后通過管理系統(tǒng)中的知識(shí)數(shù)據(jù)庫、聯(lián)機(jī)分析處理及智能推理等系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)和知識(shí)的處理，并通過決策支持系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確和及時(shí)的響應(yīng)。

    2.技術(shù)體系的結(jié)構(gòu)

    基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成體系不僅僅在PDM中引入設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)這么簡單，其為PDM系統(tǒng)和KMS的一個(gè)融合體，是智能技術(shù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)結(jié)合體。

    基于知識(shí)的推理作為此體系結(jié)構(gòu)的核心，其還包括了知識(shí)獲取模塊、知識(shí)庫以及推理機(jī)。知識(shí)獲取模塊主要負(fù)責(zé)信息的篩選及其處理，通過數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行大量信息的分析，以得到知識(shí)規(guī)則，然后將總結(jié)的知識(shí)存到知識(shí)庫里。知識(shí)的表示可為產(chǎn)生式規(guī)則，也可使用框架結(jié)構(gòu)或語義網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的知識(shí)存儲(chǔ)方式會(huì)由于知識(shí)表示的不同而出現(xiàn)不同，但其最終都是通過一個(gè)知識(shí)庫的形式而存在的。形成知識(shí)庫之后，如何以現(xiàn)有知識(shí)及條件推出有意義的結(jié)果，還需通過推理機(jī)的選揮作用。推理機(jī)即推理策略的實(shí)現(xiàn)方法，知識(shí)推理過程中，較為重要搜索策略的選擇以及推理模型的建立都處于推理機(jī)的負(fù)責(zé)范疇之內(nèi)。

    基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成系統(tǒng)通過基礎(chǔ)環(huán)境的支持，將企業(yè)知識(shí)庫作為中心，不同的產(chǎn)品作為應(yīng)用的對象，CAD、CAE、CAPP以及CAM作為基礎(chǔ)，創(chuàng)新原理和技術(shù)等工程技術(shù)作為其創(chuàng)新的手段，通過信息技術(shù)、制造技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性和快捷性。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：試論基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)集成技術(shù)問題

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