知识的CAPP中工艺知识管理与应用策略研究

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2007-11-14 10:44:41

引言

CAPP系统的开发和研制是从上世纪06年代末开始的,在制造自动化领域,CAPP的发展是最迟的部分。世界上最早研究CAPP的国家是挪威,于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统。20世纪80年代以来,国内外在CAPP技术的研究与系统的开发方面主要技术研究成果集中在零件信息描述、工程知识处理、工艺决策专家系统、CAD/CAPP/CAM集成等方面。

当代机械制造领域中,由于新工艺新技术的飞速发展,迫使产品更新周期日益缩短。多品种小批量生产的企业大量增加,制造系统正逐渐从刚性向柔性转变,这要求将计算机贯穿于产品策划、设计、工艺规划、制造与管理的全过程。显然,传统的工艺设计方法已不能满足上述要求。在此情况下,CAPP(Computer Aided process planning)技术的应用和研究应运而生。CAPP系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行科学的决策、自动生成工艺规程,还能自动计算工序尺寸、绘制工序图、选择切削参数和对工艺设计结果进行优化等,从而设计出一致性良好的、高质量的工艺规程。国内的制造业企业,通过学习国外先进的制造工艺和装备技术,已积累了相当丰富的工艺设计知识和大量的制造资源数据,但这些宝贵的工艺知识和制造资源数据,绝大多数都还停留在部分设计人员的脑子里或零散的纸质文件中,不利于企业快速查找和重用这些宝贵的工艺设计知识和制造资源信息,制约了我国制造业的发展速度和管理水平的提升,是一个急待解决的行业共性技术与工艺知识管理问题。本文提出了一个基于知识的CAPP系统,实现了工艺设计全程对工艺知识的快速查找和引用,可以解决上述问题。

1 基于知识的CAPP系统的主要特点

基于知识的CAPP系统采用自顶向下的工艺任务分解、工艺设计到工艺管理的总体解决方案,实现了PDM的过程管理思想与工艺设计领域知识相结合。体现了用户自定义工艺卡片格式、工艺知识、工艺资源的查询和引用、工艺文件图文编辑和数据库关联为主线的工艺设计功能,实现了工艺知识的提取、积累、管理与重用。

在这种系统的辅助下,我们着重解决了企业以下几个方面的问题:首先,使产品零件的数据信息能够利用,并建立零件信息的数据库;其次,使工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享;第三,制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制造资源和工艺参数库;第四,充分利用典型工艺生成新的工艺。

2 知识库管理策略

在制造企业领域,工艺知识是指工艺设计人员在进行工艺设计过程中所运用的各种数据和现场经验等的集合。它由工艺资源信息、工艺实例、工艺决策知识等构成。本系统根据工艺知识的内涵及制造业行业特点把工艺知识按其分类建立了五个专项知识库。制造工艺资源库、典型零件工艺方案知识库、零件典型工艺知识库、毛坯成型工艺知识库和毛坯图参数模板库(见图1)。各知识库的管理思想均是为了实现制造企业资源、经验、实例、术语和专业知识等的最大限度的共享和重用。下面以典型零件工艺知识库为例介绍工艺知识库的管理模式。我们把零件典型工艺知识库划分为:一般零件典型工艺库和成组复合零件典型工艺库。

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图1 基于知识的CAPP系统的体系结构

一般零件典型工艺知识库的初始知来源于使用本CAPP系统前企业积累的工艺知识,由工艺人员对这些工艺知识进行分析并归纳整理出有代表性零件的工艺文件,采用系统提供工艺卡片自定义工具,编辑完成典型零件的工艺文件编辑,经审核后存人典型工艺库中,作为后续新零件工艺设计的参考基础。在知识库建立以后,工艺人员进行新零件的工艺设计时,可迅速查询并根据相似性引用典型工艺进行设计。在典型工艺文件的基础上,可快速派生出新零件的工艺文件,然后在新产生的工艺文件基础上进行修改,以形成完全满足当前零件生产制造要求的工艺文件。对于新产生的工艺文件,如有必要,可以把它申请为典型工艺,在经过审签后存入典型工艺知识库,这样就实现了典型工艺知识库的不断扩充。典型工艺管理模块还提供典型工艺的删除、添加、变更等功能以方便设计人员对典型工艺库进行管理。

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