CAPP系统的客户化定制研究

    CAPP(计算机辅助工艺设计)是制造企业实现自动化的一个重要环节，是连接CAD与CAM及PDM等应用系统的桥梁，起到了承上(产品设计)启下(零件加工)的作用。随着技术进步和市场需求的变化，企业生产向着小批量、多品种、客户化定制的方向发展，因此CAPP系统客户化定制成为CAPP系统研究的一个方向。
   
    目前，国内已有不少学者进行CAPP系统的客户化定制的研究，并取得了一定的研究成果。但目前所研究的客户化定制，大多数是针对工作流程、工艺卡片、工艺报表和工艺资源的客户化定制，在一定程度上解决了CAPP系统的通用性问题，但是这并不能完全解决CAPP系统的通用性。因为目前大多数CAPP系统只是针对部分特定的工艺类型(机加工工艺，焊接工艺……)和特定的工艺字段(工序号，工序名称，设备……)进行客户化定制，缺乏柔性和可扩充性，当用户要求CAPP系统提供一种针对新的工艺类型的工艺设计时，又要对CAPP系统进行二次开发，大大提高了再开发成本。
   
    国内已有的一些商品化CAPP软件，在一定程度上缓解了企业实施CAPP的压力，但是，这些软件在制定一个新的表格时常需很多定义才能与数据库建立正确的关联，使用较为复杂，需经专门培训的人方可使用。通用性与使用复杂性是一客观存在的矛盾，过分注重通用性就必然引起使用的复杂性。因此，如何进一步提高CAPP系统通用性，最大限度降低CAPP系统的再开发成本和提高用户使用的方便性．是进一步推广CAPP应用面临的一个课题。
   
    为此本文引人了"派生定制"的概念，实现工艺数据结构的客户化定制，并给出基于Excel的工艺卡片的客户化定制的关键技术和方法，使用户可快速、方便地进行定制，从真正意义上实现CAPP系统的通用性。
   
    1工艺数据结构的客户化定制
   
    1．1派生定制
   
    定制(Customization)是指按用户的具体需求来设计系统的过程。CAPP系统的"派生定制"是指首先建立基础数据模型，再根据用户的具体要求在已有模型的基础上进行变型设计，最终形成定制系统的设计方法。在这种定制方式中，系统的基础结构是相对固定的，变型设计主要由用户的实际需要所驱动。派生定制要求系统结构必须是开放的，最主要的是数据模型的开放，否则就难以对已有模型进行扩展和派生。
   
    1．2  工艺数据结构定制
   
    1．2．1基于UML的工艺数据结构定制模型的建立

    当前的CAPP系统大都采用数据库方式实现对工艺数据的管理，因此工艺数据结构定制实际上是用户对子工艺数据库字段的自定义。为让用户能方便有效地上，抽取共性，建立一个统一的基础数据模型，由用户在此模型上实现个性化定制。其数据模型如图1所示。为了更清晰地反映派生定制的设计思想，本文采用标准统一的建模语言CUML)进行模型的建立。UML是一种通用的可视化建模语言，并通过三类图形:用例图，静态结构图(类图，对象图，件图，署图)和动态行为图(顺序图，协同图，状态图，活动图)建立系统模型。类图是用类和它们之间的关系描述系统的一种图示，是从静态角度表示系统的，因此类图属于一种静态模型。系统把用户定制后的各数据表抽象为相对应的类，类的属性跟数据表的各个字段相对应，类之间的关系对应各数据表之间的联系，而每一个类的对象则相当于与其相对应的数据表中的一条记录，以用户定制机加工工艺和焊接工艺为例，其UML类图如图2所示。
   

    顺序图是用户描述对象间动态交互关系，着重体现对象间消息传递的时间顺序。用户工艺数据结构定制顺序图如图3所示。首先，用户如果未登录，则向登录窗口请求登录，然后向工艺数据结构信息列表请求查看工艺数据结构信息，若已登录，则直接向工艺数据结构信息列表请求查看工艺数据结构信息。如果用户需求的工艺数据结构还没定制，则请求工艺数据结构定制窗口，进行工艺数据结构定制。当没有用户需要的工艺类型时，则请求工艺类型管理，添加需要的工艺类型，并返回新添加的工艺类型到工艺数据结构定制窗口;当没有用户需要的工艺字段时，就请求工艺字段库管理，进行添加、编辑工艺字段，并返回新添加、编辑的工艺字段信息到工艺数据结构定制窗口。最后，工艺数据结构定制窗口返回工艺数据结构信息的工艺数据结构信息列表，完成工艺数据结构定制。