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基于关系模型的重用型工艺知识研究

发表时间:2008-5-25 高伟 胡晓兵 方辉 来源:万方数据
重用式CAPP系统的研究多集中在工艺设计方法的研究上,对支持系统运行的知识特征研究较少,针对这一问题对重用型工艺知识进行了研究,根据粒度不同,将重用型工艺知识分为:标准工艺术语、工艺元、工艺模板和工艺实例,并分析了它们的特点及其相互关系.在分析各种数据模型特点的基础上,采用关系数据模型对重用型工艺知识建模,设计了它们的关系型数据库存储模型,最后研究了重用型工艺知识在工艺设计过程中的应用方式.

     但是随着CAPP系统的推广和使用,以及CAPP智能化水平的不断提高,对标准工艺术语提出了新的要求:
    
     (1)标准工艺术语应该能够支持智能CAPP系统中工艺内容的结构化分析。语言的机器理解是人工智能领域的一个重要研究内容,CAPP智能化的发展必然需要理解工艺内容,但是在当前的技术条件下,工艺内容的机器理解主要基于符号分析,作为智能CAPP系统,应该能够对工艺文件进行结构分析。
    
     (2)标准工艺术语库应该能够支持工艺编制时的智能辅助。在工艺人员进行工艺编制时,需要查阅很多资料,参考很多内容,智能型CAPP系统能够根据当前工艺人员的工作状态自动提示工艺人员需要的工艺内容,也可以根据当前工艺人员己完成的工序预测下一道工序。
    
     (3)标准工艺术语应该能够用来建立工艺文件的索引。智能CAPP系统中,典型工艺、实例工艺是实现CAPP系统智能化的有力手段。对这些工艺文件的组织一般需要建立特定的组织结构,为了实现CAPP系统中的辅助智能,需要能对工艺文件内容进行索引。
    
     定义2标准工艺术语可以描述为如下的三元组

    W=<ID,Name,S>

     2.2.2 工艺元
    
     在工艺设计过程中,零件局部工艺内容的信息重用率很高。例如,通过对某大型汽轮机厂各种汽轮机产品的几十种转子的加工工艺进行分析,发现车削工艺(精车、精车)从找正方法、具体加工描述基本一样,只是工序图、工夹量具和尺寸参数不同。
    
     因此,可以将一份工艺规程看作是由许多局部的工艺内容组成,工艺元就是重用率较高的,与制造特征对应的,相对固定的局部工艺内容。工艺元有以下特点:
    
     (1)工艺元对应零件特征,是用来加工零件固定制造特征的规范化的工艺规程,是工序和工步的组合。
     (2)工艺元是一组参数化的工艺规程。它针对相同类型的几何特征,将几何特征的尺寸、精度等要求用参数的形式表示。
     (3)工艺元是指面向CAPP智能化的标准工艺操作规程,它不仅有利于工艺标准化、规范化,而且能支持工艺智能决策。
     (4)工艺元具有自动可获取性,工艺元是从大量工艺规程中总结出来的局部工艺规程,可利用数据挖掘技术自动获取。
    
     设B代表一个零件特征,b代表一个工艺元,如果零件特征B的工艺规程中包含工艺元b,称之为零件特征B支持工艺元b。工艺元b的支持度定义为
    
     由于不同的工艺规程属性不同,如工序包括(工序号,工序名,工序内容,机床,工时等属性),不同的企业也有一定的差异,为了实现工艺元内容的统一存储,建立统一的工艺元存储模型如下:
    
     定义3工艺元可以描述为如下的三元组
    
     B =<ID,T,KS>
    
     式中:ID--工艺元编号,用来惟一确定工艺元;T--工艺元类型; KS--工艺元内容集合,KS={Ki,i=o,…,l } ; K--工艺元内容属性集。
    
     定义4属性元K是一个三元组
    
     K=<ID,P,V>
    
     式中:ID--属性元的全局惟一标志;P--属性元的属性名:V--属性元的取值,一般表现为字符形式。
    
     基于属性元的统一数据模型是面向语义的。实际中属性元的属性名定义被保存在数据字典中,每类属性都具有完整的含义(即语义)定义。系统通过这些属性可以获取完整的工艺元信息,同时这种存储方式具有很强的扩展性,所以适合存储各种工艺元。
    
     2.2.3工艺模板

    
     零件之间的特征是相互关联的,相同的几何特征,由于和不同的其它几何特征组合在一起,往往引起加工工艺的不同,忽视了特征之间的关联和组合关系,会造成工艺推理结果的不准确和工序工步排序的不合理。工艺模板利用数据挖掘技术从工艺数据中直接获取的固定工艺元组合。工艺模板是由多个工艺元组成的针对特征组合设计的工艺规程,工艺模板与工艺元的关系如图3所示。
    


     定义5工艺模板可以描述为如下的二元组
    
     C =<ID, Name,T,BS>
    
     式中:ID--工艺模板的编号,是用来惟一确定工艺模板;Name--工艺模板名称;T--工艺模板的类型;BS--工艺模板所包含的工艺元集合。
    
     2.2.4工艺实例
    
     实例工艺是一份具体的工艺文件,它是企业中己经证明是成熟和正确的某个零件的加工规程,当工艺文件具有一定的参考价值,能够被后继工艺设计所借鉴时,可以将其作为实例工艺。原则上不属于标准工艺、典型工艺的工艺均可作为实例工艺。对于多品种、小批量生产企业实例工艺是大量存在的。
    
     实例工艺的生成通常有下列几种方法:
    
     (1)选择企业中己有零件的相似度低于典型工艺,但尚有一定代表性的工艺作为实例工艺。
     (2)选择企业中将来可能是有一定参考价值的工艺作为实例工艺。
     (3〕企业新生成的工艺若具有某些可继承的特征,也可以作为实例工艺。

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