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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.

     同理,可将实例工艺及其特征表存入实例工艺库,通过特征表的匹配,并对其做局部编辑以生成工艺。在基于知识的工艺设计信息系统中,工艺实例具有如下特点:
    
     (1)工艺实例是通过工艺规程分组来生成的,即将企业中的工艺规程进行分组,组内的工艺规程中的工序和工步大多相同,具有很高的相似度,从这组工艺规程中选出一个具有代表性的工艺文件,进行修改即可生工艺实例。
     (2)基于重用思想的工艺实例是应用数据挖掘技术直接对工艺规程进行分组,不需要考虑零件特征,可以设计典型工艺的自动获取。原则上,工艺规程相同的零件,其几何特征结构也是相似的。
     (3)建立了工艺实例与工艺元和工艺规程的索引,可以支持工艺设计时的关联查询,实现一定的工艺智能。
    
     设C代表一份工艺实例,b代表一个工艺元,如果工艺实例C包含工艺元b,则称工艺实例C支持工艺元b;设D代表一份实际的工艺规程,如果工艺实例C所代表的工艺规程组包含工艺规程D,则称工艺规程D支持工艺实例C。
    
     定义6工艺实例可以描述为如下的二元组
    
     C =<ID,Name, T,KS>
    
     式中:ID--工艺实例的编号,是用来惟一确定工艺实例;Name--工艺实例名称;T-工艺实例的类型; KS--工艺实例的内容集合, K--工艺实例内容属性。K的定义与工艺元的相同。
    
     2.3重用型工艺知识的关系存储模型

    
     利用关系型数据库存储重用型工艺知识需要有以下要求:①知识检索的方便性:重用型工艺知识的主要是各种粒度的工艺规程,数据量非常大,所以建立高效的数据库存储结构和高效的索引机制非常重要。②支持工艺智能:重用型工艺知识库应该能够支持工艺智能。表现在能够通过工艺术语找到工艺元,通过工艺元找到工艺模板或工艺实例,甚至支持工艺元、工艺实例的工艺文件。③知识添加的方便性:重用型工艺知识可以通过数据挖掘技术获取,也可以由用户随时添加数据库中,所以一定要保持工艺知识添加的方便性,这需要有友好的用户交互界面和数据完备性检索机制。重用型工艺知识的关系存储模型如图4所示。
    


     3重用型工艺知识的应用

    
     重用型工艺知识主要用来继承和共享企业中成熟的较为固定的工艺规程信息。在工艺设计过程中有以下几种使用工艺知识的方法:
    
     (1)以重用型工艺知识为基础的工艺设计方法。如基于实例的工艺设计方法、基于成组技术的派生式工艺设计方法。
     (2)工艺人员在工艺编制的过程中,直接查找工艺知识库,选用需要的工艺元、工艺模板或者工艺实例,直接插入到工艺文件中去。
     (3)在工艺人员设计工艺时,跟踪用户的当前工艺状态,以智能辅助的方式提供给用户。主要有以下3种方式;
    
     ·智能提示:标准工艺术语提示规则可以跟踪用户的输入,根据输入内容匹配标准J艺术语并进行相应的提示,是一个在线的智能提示,如图5所示,工艺人员在编制过程中输入"车",系统会相应的提示相关的标准工艺术语。
    


     ·智能预测:应用标准工艺元和工艺序列序预测规则,系统可以实现在对后继几个工序的预测。如图6所示,用户在输入"按自带冠导叶片车削加工操作指导书第2.2条装焊导叶片。"以后,按回车键,系统会在右边提示框中显示相配的几个工艺元,用户可以选择输入。
    
     ·智能导航:智能导航主要体现在对工艺人员当前的工作焦点中可能的输入值定位工艺资源、常用术语等与输入焦点相匹配的工艺知识。如图7所示,当用户的输入焦点放入工艺卡片的工种列时,工艺资源(常用词汇)就自动定位在工种类别中,同时查找到各种工种栏中可能的取值,用户可以直接点击输入。这种智能输助手段有利于工艺标准化,提高了工艺人员的效率。
    
     4结束语
    
     本文工艺知识的存储和实用角度出发,对重用型工艺知识进行了重点研究,根据工艺规程的粒度不同对工艺知识进行了分类,详细解释其相互关系,并依据关系数据模型理论建立了不同粒度的工艺知识的关系模型,这样,工艺知识可以很容易在当前流行的各种关系型数据库中存储。论文在些基础上解释了重用型工艺知识的应用方式。这种建模方式使工艺知识易存储、可应用,有很强的开发实用价值。

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