工艺知识库的建立及其在CAPP中的应用

    一、工艺知识和CAPP的应用

    近些年来，随着计算机技术在企业生产制造与管理过程中广泛应用， "设计甩图板、加工上数控、管理用ERP" ，企业设计、制造、管理等部门信息化工作进展迅速。

    计算机辅助工艺过程设计(CAPP) 是先进制造技术的基础技术之一，是连接设计与制造的桥梁，它为企业生产过程与生产管理提供基础数据和指导，是企业信息化的重要内容。与设计和管理信息化相比，工艺部门CAPP 的应用则较缓慢，工艺信息化已经成为企业信息化的瓶颈问题。而这迫使研究人员更加面对实际，逐步加强了CAPP 工程应用方面的研究与开发力度，重视从企业实际应用中发现问题，解决问题。

    工艺知识是企业的宝贵财富，也是制造企业核心竞争力的一部分，高效地记录、表达和再利用这些知识是企业追求的目标。CAPP研究与开发人员-直尝试着采用各种方法来实现这一目标，如早期的典型工艺库和基于町的检索式CAPP方法、基于决策技术的创成式CAPP方法，以及后来的基于规则的CAPP专家系统方法、基于实例表达和推理的CAPP方法……这些研究内容主要基于工艺知识E经存在的假设，并且是在已经条理化、数据库化的情况下如何来应用知识库进行自动工艺决策，从而涌现了大量的特征化、基元化为主的研究成果。

    由于工艺设计任务的复杂性和多样性，完全由计算机实现工艺决策的全过程自动化，既不现实也不经济。每个企业长期生产实践活动中的知识积累往往集中在一些有经验的工程师身上，而没有转化为组织的知识。通过上海汇众和上海思普的合作研究，利用定量分析方法总结了上海汇众的工艺知识，开发建立了工艺知识库的维护应用平台，在该平台的建设中以充分发挥人的智能优势为基础，有限实现软件系统智能，辅助工艺人员，提高工艺设计效率，形成新的综合智能化CAPP系统。

    本课题的研究和系统的开发对整个制造业来讲具有明显的应用价值。

    二、工艺知识库平台开发的主要工作内容

    (l)工艺知识总结方法论上的研究

    本课题的研究和应用单位——上海汇众主要生产各类轿车底盘零部件，属大批量制造企业，不同产品的零部件之间具有很高的相似性。考虑到汽车行业的特殊要求，工艺稳定性的要求甚为重要。因此，在典型零部件的典型工艺总结过程中，我们首先总结典型零件，要求典型零件能比较全面地展现类零件的工艺特性集合，但典型零件的典型工艺和典型设备的典型工艺则需通过工艺稳定性的验证，即通过工序能力(Cp)的计算得到。从而保证典型工艺本身的稳定性和高质量。

    (2)工艺知识描述模型的研究

    工艺文件作为工艺工作的最主要结果，其本身的组成非常复杂，因此工艺知识的描述也是非常复杂的，工艺方法和所用设备的不同常常会影响工艺描述方法的不同，同时在工艺文件中有众多的无法结构化描述的内容，如图形图像、工程符号等。通过本课题的研究希望能找出一个通用的可扩展的工艺知识描述模型，并能适应机械加工、焊接、油漆、装配等所有工艺类型的知识描述的方法。

    (3)工艺知识库平台的开发

    工艺知识库平台的开发为工艺知识的不断积累、维护和应用提供了可能，结合上海汇众已有的CAPP系统，能大大提高企业的工艺开发质量，并减少新工艺人员的培训成本和工作磨合时间，极大地降低知识传递的成本。