PDM的CAPP系统工艺知识管理

【导读】
摘 要:开发基于PDM的CAPP系统成为发展趋势。在提出了基于PDM的CAPP紧密集成体系结构基础之上,着重研究了工艺知识管理模块的体系结构、功能和实现方法。该模块的功能包括工艺资源
摘 要:开发基于PDM的CAPP系统成为发展趋势。在提出了基于PDM的CAPP紧密集成体系结构基础之上,着重研究了工艺知识管理模块的体系结构、功能和实现方法。该模块的功能包括工艺资源知识管理和工艺规则知识管理。工艺资源知识管理的实现是基于PDM的工艺资源库;工艺规则知识管理的实现是基于工艺规则知识文件和工艺规则数据库。最后实现了工艺知识管理模块。

  web技术的发展和在PDM中应用,使PDM的功能更加强大,PDM技术为产品的开发和制造提供了一个并行的协作环境。基于PDM平台的CAPP可以充分利用PDM的强大功能,以实现对工艺设计过程的管理并与构造在PDM平台上的其他系统紧密集成.开发基于PDM的CAPP系统将成为一个发展趋势。
 
  工艺知识是CAPP系统中3个基本问题领域之一,工艺知识管理在CAPP集成系统的开发中占有重要的地位。工艺知识库建造的好坏直接影响CAPP系统的性能,而且对系统的集成实现和效果有着重要的影响。因此,对基于PDM的CAPP工艺知识库的研究成为解决CAPP系统实用性与集成性的关键。
 
  PDM的一个重要功能是数据仓库功能,其中存储与产品定义相关的各类信息,工艺资源信息包含其中。工艺知识管理的设计与实现必须充分利用PDM管理的工艺资源。
 
  基于此思想,本文对基于PDM平台的CAPP系统的体系结构及工艺知识库的总体模块做了深入研究,对工艺知识管理模块的实现技术做了详细论述,并开发了工艺知识管理模块。




 
1 基于PDM的CAPP系统体系结构
  紧密集成模式是指PDM与CAPP系统在信息、过程和功能上的全部集成。在CAPP内部每一个适当功能处都融人需要的PDM信息和功能,从而将常规的CAPP系统扩展、改造成为一个“基于PDM的CAPP系统”。这种方式的集成实现了CAPP与PDM信息和功能的全面集成,可以充分实现与每一CAPP细节功能特定相关的PDM信息访问和PDM过程管理专用化,从而全面、便捷地控制使用CAPP进行工艺设计的全过程,实现快速的共享信息、更新与便捷、自动的过程控制。紧密集成模式以快捷、迅速、自动的方式和尽可能细化的程度与PDM数据管理和过程管理同步执行,有效地保证了CAPP与其它功能系统在PDM控制下的高效协同运行。
 
  紧密集成模式下的基于PDM平台的CAPP系统体系结构如图1。该系统不同于一般的CAPP系统,在于它对传统CAPP结构的扩展和与PDM系统在信息、过程、功能的全面集成。该系统建立在被PDM系统封装的网络和分布式数据库环境上,功能层包含二次开发的部分和根据CAPP系统的需求对PDM功能模块进行定制的部分.两部分之间通过统一的PDM/CAPP用户界面与用户交互,从功能上形成一个整体。
 
图1 基于PDM平台的CAPP系统体系结构
 
  该CAPP系统体系结构包含7大功能模块:
  1)系统管理模块用于人员模型管理,权限设置,工作流程定义,系统配置,系统日志,备份等。该模块体现CAPP与PDM的功能集成。

  2)过程管理模块用于对项目、作业发布和作业更改的管理和控制.作为PDM的重要模块过程管理可满足CAPP过程集成的要求.该模块体现了CAPP与PDM的功能集成和过程集成。

  3)工艺评价模块该模块从PDM产品结构树形成产品工艺树,综合利用资源库、规则库知识和BOM汇总信息对工艺方案进行综合评价。

  4)工艺设计模块用于生成和编辑工艺文件、辅助智能决策、工艺资源查询。

  5)工艺文件管理模块用于对工艺文件(包括工艺文件、工艺规程文件和质控工艺文件等)进行管理、存取、查询、统计。

  6)工艺文件输出模块用于生成、编辑和输出MBOM及物料编码。

  7)工艺知识管理模块通过该模块来集中管理CAPP系统工艺知识库。它包括规则库管理、资源库管理、文件管理三个模块,用于在工艺设计时向上层模块提供资源查询检索、辅助智能工艺决策和工艺文件纳入PDM数据库的统一接口,并对知识的获取、存储、检索和更新提供友好界面。




 
2 工艺知识管理模块体系结构
2.1工艺知识
  知识是智能的基础。工艺知识是工艺设计智能化的前提和基础。早期以工艺规程自动化生成为目标,CAPP系统的工艺知识主要是指推理规则等规则性知识.在集成化的要求下,工艺知识对CAPP系统的支持作用首先是为工艺设计人员提供详尽的帮助,其次是提供相关的自动决策功能。因此工艺知识的范围有了拓宽,既包括工艺规则知识,也包含工艺资源知识。
 
2.2工艺知识管理模块的体系结构
  基于PDM的CAPP工艺知识的管理通过工艺知识管理模块来完成。工艺知识管理模块是为适应知识的动态变化和为上层模块对知识的统一调用而建立的,该模块完成对知识的获取、存储、检索、重用和更新。可以通过对该模块重组或调整以快速适应CAPP系统功能变化的要求。
 
  工艺知识管理模块的体系结构如图2所示。由于采用ODBC数据库连接技术,该体系结构有如下优点:
  1)可以进行基于数据的设计,而不必考虑数据的存放格式和获取来源。

  2)便于系统的集成。通过ODBC存取数据,对于上层的数据应用由ODBC之上的模块提供统一的接口,可以免去数据转换的工作。

  3)可以减少系统的开发周期,降低研制费用。
 
图2工艺知识管理模块体系结构
 
  工艺知识管理模块包括工艺规则知识库管理子模块和工艺资源知识库管理子模块。规则库管理模块集中对规则性知识进行管理,并向CAPP系统提供某些辅助智能工艺决策,该模块把规则知识分别存储于规则数据库和规则知识文件中。
 
  资源库管理模块集中对工艺资源进行管理和检索服务。作为在PDM之上的二次开发,资源库管理模块管理的工艺资源包括毛坯种类、材料牌号、机床设备、工艺装备、工艺基本术语、工艺参数库等。该模块将这些工艺资源通过PDM——OO封装层存人PDM资源库中,纳入PDM系统统一集中管理。这样可以保证数据的一致性,同时也能为CAPP系统和集成体系下的其它应用系统(如MRPⅡ、CE、AM)等提供服务。CAPP系统服务的实时性要求很高,频繁的访问PDM服务器会降低CAPP系统的速度,增加PDM的网络流量。因此在资源库管理模块管理的资源中,对一些专为CAPP系统提供服务的工艺资源库,如工艺基本术语库和工艺参数库等,存入本机CAPP系统内的CAPP数据库中 。




 
3 工艺知识管理模块的功能与实现
  本文采用C++语言,在VC++6.0编译环境下,基于开目PDM系统,采用面向对象的知识框架表达语言、SQL—Server数据库系统(PDM服务器库)和ACCESS数据库系统(CAPP系统数据库、规则数据库)实现了工艺知识管理模块。
 
3.1工艺知识管理模块的功能分析
  CAPP系统所需的工艺规则知识包括工艺决策逻辑、决策规则等众多内容,工艺决策规则知识的获取和编辑是建立智能化的CAPP系统最基本和最重要的工作之一。知识的规范化、标准化是知识的获取与表达以及建立便于维护和管理的规则知识库的最基本的问题,直接关系到CAPP系统能否真正的实用化和商品化。
 
  所以,规则库管理子模块应完成的功能有:1)为工艺设计模块的辅助智能决策提供知识调用接口;2)为知识获取与表达(包括编辑知识、编译知识文件、知识文件推理测试等)提供统一、友好的界面;3)能方便地查阅已建好知识文件及其知识结构,为知识的管理与维护提供方便。
 
  工艺知识管理模块界面如图3所示,包括工艺规则库管理和工艺资源库管理。工艺规则管理包括新建规则库、维护规则库、编译规则库和规则库推理测试四个子功能,其中维护子功能又分为框架分类关系、框架槽知识和方法、规则3个功能。
 
图3工艺知识管理模块主界面
 
  工艺资源知识管理子模块应完成的功能:以可视化操作方便的树结构进行查看、增加、删除、查找及检索操作,为CAPP工艺设计、工艺文件管理、工艺文件输出子模块提供工艺信息查询、存储和输入、输出接口。资源库树结构管理见图4。
 
图4工艺资源库树结构管理
 
3.2工艺知识管理模块的功能实现方法
  工艺规则知识调用接口功能的实现是通过在程序中动态生成的中间文件condition.txt和re-sult.txt文件实现的.在推理前,程序动态地根据与用户的交互将推理条件按规定的格式写入条件接口文件condition.txt中,然后调用规则知识库推理机进行推理。推理结束后,推理机将推理的结果写入结果接口文件result.txt中。程序再从result.txt中取出推理结果,处理后提供给工艺设计模块的辅助智能决策子模块。
 
  知识获取与表达功能的实现,是为给知识专家提供一个界面友好规则编译器,在知识获取与领域专家间实现了一条可行的沟通途径。一方面用户界面要友好,同时,该模块以规范化的面向对象知识表达语言形成规则知识文件*.fra存于规则知识文件库中,并能对规则知识库进行完整性检查和一致性维护。
 
  规则知识文件和规则知识结构的查阅功能由两种方法完成。一方面是通过框架分类关系维护功能中的查看工作模式实现。另一方面是通过规则知识文件后台的数据库支持来完成的。在工艺规则数据库的相应字段中存入规则知识框架的分类关系、框架中槽知识之间及其与父框架的关系。通过规则知识文件与规则数据库的协同工作,对已建好的规则知识文件及其知识结构进行方便的查阅,并为知识的管理与维护提供方便的形式。
 
  基于PDM工艺资源库的工艺资源知识管理实现必须处理以下关键问题。首先,工艺资源知识管理需要基于PDM的工艺资源数据库;其次,工艺资源知识管理模块不能够修改PDM数据库中的工艺资源数据,而只能由PDM修改,以保证工艺资源数据库的完整性和一致性;最后,PDM的工艺资源数据库对于CAPP系统来说并不是完全适用,需要再加一层过滤网,将工艺人员所需要的数据过滤出来。
 
  本文采用数据库技术中的‘视’技术来解决以上问题.具体的实现办法是:选择PDM中的多个数据表,并将其字段重新组合、更名,按照CAPP系统需要的过滤条件编写出SQL语句,用这些SQL语句在CAPP的数据库中建立一张来自PDM数据库的视图。视图仅仅是数据库的一种映射,它并不生成真正的数据,而只是将PDM的数据组合过滤,量身定制出一张符合CAPP系统需求的数据表。因此,CAPP系统与PDM数据库共用了相同的工艺资源数据库;PDM对工艺资源数据进行添加、删除、修改等更新操作,则CAPP定制的这张表也会自动更新,而CAPP系统无法通过视图修改PDM中数据,从而保证了数据库的唯一性。




 
4 总结
  基于工艺规则库和PDM的工艺资源库的工艺知识管理模块能适应工艺资源知识和工艺规则知识的动态变化,并能够对知识的获取、存储、检索、重用、更新和推理提供统一的调用接口。工艺知识管理工具的重组及调整能够使CAPP系统快速适应不同企业工艺资源的变化。

  • 2019-06-11 09:38
  • 我要分享:
声明:文章"PDM的CAPP系统工艺知识管理"为上海御云信息科技有限公司原创文章,转载请注明出处,谢谢合作!您所在位置:PLM系统 > PLM新闻 > PDM资讯 >

联系清泰代表

热门文章
热门标签