面向产品的CAPP系统的研究与开发

面向产品的CAPP系统的研究与开发

张臣[1]2002年在《面向产品的CAPP工艺资源管理应用支持工具的研究和开发》文中进行了进一步梳理计算机辅助工艺设计(CAPP,Computer Aided Process Planning)是公认的将企业产品设计数据转换为产品制造数据的关键性技术环节,是实现CIMS的关键技术,也是企业提高产品质量有力手段。传统的集成化工艺设计系统往往注重于CAD/CAPP/CAM的集成,并以零件为基本研究对象,因而无法满足计算机集成制造对工艺设计全面集成的要求。针对这一缺陷,在面向产品的CAPP与工艺资源管理系统的研究和开发中,将不再仅仅停留于传统的计算机辅助工艺设计这一层次之上,它将进一步研究从整个产品角度考虑产品工艺设计与工艺信息管理的全面计算机化、信息化,为今后企业产品设计、工艺设计、产品制造、生产与经营管理、销售及物资供应等部门计算机应用系统的信息集成奠定基础。所以面向产品的CAPP作为一种CAPP开发思路,是计算机集成制造中工艺设计全面集成实施的关键性环节之一。 本文在总结和分析国内外CAPP系统开发和应用现状的基础上,研究了以下的内容: 1.研究面向产品的CAPP系统的特点和其开发过程的复杂性和多样性,提出了面向产品的CAPP系统的体系结构,在这个过程中,运用复杂系统通用的设计和分析方法—IDEF0和IDEF1x,对面向产品的CAPP系统进行分析和设计,建立面向产品的CAPP系统的相应的功能模型和信息模型,并在所建立的信息模型的基础上,对面向产品的CAPP系统中所涉及的数据库表进行了设计,提出了相应的数据库设计方案。 2.研究面向产品CAPP工艺资源管理系统应用支持工具的一些相关理论方法和系统级的解决方案,实际设计和开发了工艺资源管理子系统。 3.研究并建立了工艺资源的数据模型和功能模型。针对面向产品的CAPP中工艺资源数据的复杂性及其工艺资源数据结构的多样性,通过消化吸收当今CAPP中在这个方面的研究成果和调研总结实际企业工艺资源应用情况,建立了工艺资源的数据模型和功能模型。 4.研究并探讨了工艺资源管理系统中体系结构的选用原则及其各种体系结构对开发工艺资源管理系统的优缺点,并进行了实际的系统设计和开发。 5. 研究和论述了基于组件化分布式CAPP的发展方向。针对CAPP目前的发 面向产品的CAPP工艺资源管理应用支持工贝的研究和开发 展趋势和研究重点,在面向产品的CAPP中着重在工艺资源管理子系统中 对这种组件化分布式CAPP的发展方向进行了实际的研究和理论性的探 索,并提出了相应的解决方案。 6.研究人机交互工艺设计中工艺卡片模板的设计和开发。针对CAPP系统中 进行工艺过程设计的实际企业的工艺卡片的复杂性和多样性,提出工艺 卡片模板设计的思路和开发解决方案。 7.研究了人机交互式工艺设计模块中工艺卡片单元格与数据库表的关联并 在所实际开发的人机交互式的工艺设计模块中进行了实现。 8.研究作为CAPP系统开发中关键部分的工艺过程设计方式。本文在对所见 所得式的工艺过程设计进行了详细的分析、设计、开发,并对其实现的 关键技术进行了研究和解诀,在此基础上对所见所得式的工艺过程设计 的优缺点进行的分析,结合最新的软开发技术和开发方法以及数据定义 和交换的XML技术,提出了基于数据定义的工艺过程设计的新的设计方 法和实现思路。 9.研究和开发了工艺打印模块。 总之,目前国内对面向产品的CAPP研究还比较少,并且处于刚刚起步的阶段, 开发出的面向产品的CAPP系统相对比较少。本文是在吸收总结当前面向产品的CAPP 理论研究成果的基础上,对面向产品的CAPP系统的应用特点和设计理论进行了研 究,着重在面向产品的CAPP中工艺资源管理系统应用支持工具这个方面进行了大 量实际的调研、相关的理论研究和系统的开发。同时在人机交互式工艺设计和工艺 打印进行了研究和开发。通过对相关理论研究和开发模块分析的基础上,提出了一 些新的设计开发思路和实现方法。

李晶耀[2]2002年在《面向产品的CAPP系统的研究与开发》文中认为CAPP是CIMS中一个重要的组成部分,它不仅是连接CAD子系统和CAM子系统的纽带,而且与CIMS中的MIS,MRP等子系统都有着十分紧密的联系。因此,CAPP已经成为现代制造技术中的一个重要研究领域。多年来,CAPP技术虽然在理论上有所创新和突破,但其应用范围仍具有较大的局限性。现有的CAPP系统大都是面向某一类零件(如箱体类零件,回转体类零件等)的专用系统,只能应用于特定的某个企业;并且其中的一些系统不能在网络环境中运行,无法保证CAD和CAPP所需数据的一致性和完整性。因此,在加强对CAPP系统的理论研究同时,进一步推进CAPP技术的实用化和通用化,具有重要的现实意义。 本文概述了目前国内外CAPP的发展现状和急待解决的问题,提出了本文研究的内容,阐述了开发“面向产品的CAPP系统”的目的和意义。本着实用化、通用化、框架化的指导思想,利用先进的计算机技术,综合现有CAPP系统的优点,结合天津纺织机械厂工艺设计的具体情况,研究和开发了基于C/S(客户/服务器)结构,以整个产品为应用对象,以工艺知识库/产品工艺数据库为核心,以面向对象进行数据定义和交互式设计为基础,辅以各种应用支持工具,能广泛应用于各种不同层次和类型的企业或企业的不同工艺部门的集工艺设计与信息管理为一体的交互式的CAPP框架系统。 本文首先依据企业对工艺设计的实际需求和面向产品的CAPP方法论确定系统开发的总体目标,分析系统的组成结构,利用IDEFO方法进行功能分析并建立功能模型,利用IDEFlx方法进行数据流程分析建立信息模型,最终选择系统的体系结构和计算机系统的配置构造面向产品的CAPP系统。文中并着重研究了以下问题: 研究基于面向对象技术的产品信息子系统的设计与开发,提出面向对象的产品信息建模方法,实现了依据输入的产品信息构造产品结构树的技术。 研究面向产品CAPP系统中BOM的作用和BOM的数据存储结构,提出了产品结构BOM在关系数据库中的单子—单父存储方法,和以BOM为核心的工艺文件管理模型的建模方法和工艺文件的存取权限控制方法,实现面向产品结构树进行工艺设计,并依据产品结构树生成工艺信息树;通过以工艺信息树为组织形式,对工艺技术文件得以有效管理和重复利用并且约束工艺文件的非授权修改行为。 研究工艺工作流原理,并对基于工作流管理技术的工艺设计过程管理作了初步的探索,提出工艺工作流模型的构建方法,实现通过工艺工作流管理子系 统管理跟踪设计任务的进展。 最后总结全文,展望了面向产品CAPP系统的发展趋势,并为今后的研究工作 提出了设想。

张志平[3]2003年在《面向产品的CAPP工具系统关键技术研究》文中研究指明当今世界的竞争主要是综合国力的竞争,以机械制造技术为代表的先进制造技术,对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用。在新世纪全球经济一体化大潮下,制造业正面临着巨大的挑战和机遇。本文在研究分析了全球一体化环境下制造业的发展趋势、产品设计与制造相关技术以及CAPP的研究现状与发展趋势的基础上,提出了CAPP系统开发中多技术融合的柔性工艺设计的方法,解决了单一设计方法不够全面的问题,提高了设计速度并研究了基于组件的系统构架,提高了系统的柔性化和通用性。本文的研究内容可概括如下:(1)研究基于多技术融合的CAPP快速开发工具系统的实现策略,并建立面向CAD/CAPP集成的CAPP工具系统的总体框架。(2)研究基于特征产品结构的CAD/CAPP信息集成技术。(3)研究基于产品结构的工艺信息模型的构建技术,将产品结构作为工艺设计和工艺管理的核心。(4)采用以知识库为核心的交互、检索、修订及创成等多工艺决策混合技术和人工智能技术,研究多种工艺规划技术,构建基于知识库的柔性工艺决策模式。(5)研究CAPP快速开发工具系统中多种技术的有机融合技术,包括基于特征产品结构的零件信息输入技术、柔性工艺决策技术、基于COM的组件技术等。最后,对全文的研究工作和取得的成果进行了总结,并提出了进一步研究的设想。

王萌[4]2007年在《CAPP工具系统中工艺设计子系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理当今世界的竞争主要是综合国力的竞争,在新世纪全球经济一体化大潮下,制造业正面临着巨大的挑战和机遇。工艺设计是企业管理中的重要组成部分,工艺设计的质量直接影响到企业的生产发展水平,为了提高企业的市场竞争能力,必须改变传统的手工式工艺设计和管理方式。本文在研究分析了全球一体化环境下制造业的发展方向以及CAPP的研究现状与发展趋势的基础上,深入研究了面向产品的CAPP工具系统中工艺设计子系统实现的原理、方法及关键技术。本文的研究内容可概括如下:(1)综述了制造业的发展趋势、CAPP的国内外研究现状及发展趋势,以及CAPP在CAD/CAE/CAPP/CAM中的作用,阐述了课题的主要研究内容和意义;(2)在阐述了面向对象技术的基础上,研究了PDM框架下CAD/CAPP信息集成,建立了面向产品的CAPP工具系统的信息模型,构建了CAPP工具系统中工艺设计子系统的功能模型及其体系结构框架;(3)研究了网络数据库和FTP技术在工艺设计子系统中的应用;阐述了数据库的设计方法和应用程序与数据库的连接方式,详细地论述了程序代码的实现细节,并介绍了FTP技术的具体应用;(4)研究了基于多模式工艺决策的CAPP工具系统的决策功能模型及其推理策略;在此基础上,论述了多模式工艺决策中检索式CAPP系统、基于实例推理的派生式CAPP系统及交互式填卡式CAPP系统的原理及实现技术;(5)在对CAPP工具系统中工艺设计子系统实现的原理、方法和关键技术研究的基础上,研制和开发了工艺设计子系统;并应用于螺杆泵产品的工艺设计中,实现了螺杆泵工艺设计。最后,对全文的研究工作和取得的成果进行了总结,并提出了进一步研究的设想。

龙红能[5]2004年在《大型发电设备制造工艺设计信息化平台的关键技术与应用研究》文中进行了进一步梳理大型发电设备具有零部件数量多、形状复杂、制造周期长、工艺复杂、精度要求高等特点,通用的计算机辅助工艺设计(CAPP)系统难以满足其制造工艺复杂性和动态性的要求。因此,对适应这类复杂机械产品的工艺设计方法和专用工艺设计信息化系统进行研究对促进我国大型发电设备制造企业的快速反映能力,提高市场竞争力有重要作用。 用于大型发电设备制造企业的工艺设计信息处理系统不仅能用计算机技术完成复杂产品的工艺文件设计,还应具备工艺设计过程管理、工艺信息资源管理以及与产品数据管理(PDM)系统、企业资源规划(ERP)系统等进行信息交互共享等功能。因此,研究集工艺设计、工艺资源管理、工艺文档管理与工艺设计过程管理为一体的工艺信息处理系统是推动发电设备制造企业全面实施工艺信息化的一个关键问题。 本文以国家863/CIMS主题项目“发电设备行业现代集成制造系统总体方案设计研究”(编号2001AA411150)、四川省重点科技攻关项目“基于PDM技术的网络分布式CAPP工具系统研究”(编号:008038)和“东方汽轮机厂工艺设计与过程管理网络化平台系统”课题为背景,进行适应于大型发电设备产品工艺设计信息化系统构建的工艺设计过程管理、工艺知识管理与获取方法、实例工艺设计方法、远程协同工艺设计方法等关键技术的研究,提出大型发电设备制造工艺设计信息化平台的体系结构,研制针对大型发电设备制造行业需要的“工艺资源管理与网络分布式CAPP工具系统(SCU-CAPPTool)”并在实际中应用验证。本文主要研究成果和特色如下: (1) 提出了面向产品工艺设计、过程管理与制造资源一体化集成的工艺设计信息化平台的构建思想。建立了以多模式工艺设计为基础、以制造资源数据为核心,集工艺设计、工艺资源管理、工艺文档管理与工艺设计过程管理为一体的制造工艺设计信息集成体系结构,以支持大型发电设备制造企业信息化建设中制造工艺信息平台的构建。四川大学博士论文 (2)针对大型发电设备工艺设计过程管理的特点,较系统地探讨了基于工作流思想的工艺设计过程管理原理,提出一种基于知识的工作流建模方法,增强了工作流管理系统对业务流程变化的适应性,详细讨论了模型的框架构造和知识表示,通过使用知识表示模式和相关谓词建立了系统的更改传播机制,增强了系统的可靠性和柔性。对工艺设计任务元分派的求解问题,提出了基于任务元偏序图和任务元深度值的遗传算法,为得到任务元的最优分派策略奠定了基础。 (3)通过分析整理大型汽轮机制造工艺知识的应用特征,提出了由工艺决策知识、工艺实例知识和辅助型工艺知识组成的汽轮机制造工艺知识的描述方法和获取方法。建立了扩展规则知识表示模型和基于知识/实例的工艺决策知识表示模型,阐述了辅助型工艺知识库的组成和特点,提出了由工艺规程实例、典型工艺、标准工艺组成的制造工艺实例知识的管理方法。 (4)基于数据挖掘技术讨论了各种辅助型工艺知识的自动获取方法及相关技术,提出一种基于聚类分析方法处理工艺数据提取工艺字典知识的算法,以及基于序列中的知识发现从工艺序列中挖掘常用工艺元的算法。通过从工艺数据中进行工艺知识的抽取、转换和处理,为提供灵活多样的工艺知识重用方式和辅助手段奠定了基础,有利于提高CAPP系统的实用性。 (5)基于实例推理的工艺可重用技术有助于增强CAPP系统的智能化水平,针对大型发电设备工艺设计的实际,提出了基于“.实例十规则”的工艺决策策略和渐进式工艺知识应用方法,提出了基于汽轮机叶片部件特征层次描述模型的汽轮机叶片部件相似度算法,基于汽轮机转子主轴粗车和精车不同加工阶段特点的转子主轴相似工艺两步抽取策略及相应算法,以及考虑汽轮机回转体零件几何形状特征在车削过程中变异关系的相似度算法和工艺信息筛选算法,提高了系统以成熟工艺数据为基础的工艺设计和工艺决策能力。 (6)在分析远程协同工艺设计的特点、研究远程协同工艺设计的管理技术的基础上,将远程协同工艺设计系统中的功能实体Ageni化,对Agent的角色进行了划分,研究了基于多Agent的协同工艺设计模型,提出了以过程控制为核心,通过多Agent之间的相互通讯与合作实现远程协同工艺设计的方法。 (7)在本文理论研究的基础上开发的SCU一CAPPTool系统在东方汽轮机厂获得成功应用,取得了“建成企业级面向产品及管理的制造工艺信息集成,实现产品工艺设计与工艺管理一体化,工艺与设计、工艺与制造的全面集成”的应用效果,验证了上述研究成果的正确性和实用性。同时,研究成果己通过四川省科技厅“整体国内先进水平、部分国内领先水平”的技术鉴定。关键词:大型发电设备,工艺设计信息化平台,工作流技术,工艺知识,数据挖掘,实例推理,远程协同工艺设计,计算机辅助工艺设计

邹红艺[6]2005年在《贵阳华阳航空电器有限公司基于PDM的CAPP系统的研究及应用》文中研究表明随着我国市场经济体制的逐步建立和完善,特别是中国加入WTO,企业间竞争日趋激烈,作为国民经济支柱的制造业面临着新的挑战,如何提高企业竞争力是企业面临的重要问题。而综合利用信息技术和现代化管理技术,实现企业资源的集成与优化,是提高企业竞争力的重要手段。当前,科学技术飞速发展,产品更新换代频繁,多品种、小批量的生产模式已占主导地位,传统的工艺设计方法已不能适应机械制造业的发展需要。CAPP 可以显着缩短工艺设计周期,保证工艺设计质量,提高产品的市场竞争能力。CAPP——计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning)利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法,是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。PDM 是一门用来管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。它提供产品全生命周期的信息管理,在企业为产品的设计与制造建立了一个并行化的协作环境。PDM 作为工程领域的信息集成框架,它为产品数据及过程管理、为并行化产品设计、为CAD/CAPP/CAM 系统的集成提供了必要的支撑环境。本文以贵阳华阳航空电器有限公司信息化建设的重点项目“并行工程的PDM应用与实施”中CAPP 系统作为研究对象,对CAPP 的基本概念、功能、以及CAPP与CAD,CAM 的集成进行了理论研究,并在具体的实施中将理论联系实际,对贵阳华阳航空电器有限公司目前存在的问题提出了解决的方案。

熊宗慧[7]2003年在《面向产品的工艺信息系统研究与开发》文中进行了进一步梳理计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning, CAPP)是促进生产准备工作自动化的有效途径,其应用对于缩短产品制造周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。 为满足企业的需求,CAPP系统应是一个集任务管理、工艺设计、工艺信息管理、审批管理、版本及发放管理、文档管理等功能于一体的复杂的设计和管理体系。 本文上要结合作者在硕士研究生期间对CAPP的实施应用、开发和研究等工作,提出了面向产品的工艺信息系统体系结构,并在CAPPFramework软件平台基础上,对本系统的叁大关键技术进行了深入研究。主要内容包括: 1.基于0-0的面向产品CAPP信息建模技术:研究了面向对象的CAPP工艺信息建模方法及其建立过程。 2.基于工艺信息的图形化工艺设计技术:研究了在工艺信息模型的基础上如何建立工艺卡片与之对应的映射关系,并在工艺信息模型和映射关系的支持下完成工艺数据的提取和入库。 3.工艺设计中的工作流管理技术:把工作流技术引入工艺设计中,并从用户权限与角色控制、工艺工作任务的分配与管理、工艺工作流的分析与建模、工艺工作流的管理与控制等四方面对进行研究。

慈瑞梅[8]2002年在《面向敏捷制造的装配CAPP系统研究》文中提出在制造活动全球化的新形势下,装配CAPP系统在向集成化、智能化、网络化、协同化的方向快速发展。面向先进制造模式的装配CAPP系统研究已成为当前CAPP领域的研究重点和热点之一。本文正是以敏捷制造为背景,围绕装配CAPP的功能、特点以及实现技术展开工作的。 本文从总结敏捷制造环境下装配CAPP的特点入手,对系统的功能需求、性能需求和信息需求进行了详细分析。以此为基础,设计了系统的功能模型,建立了基于网络的装配CAPP系统体系结构。 以此为前提,对产品信息提取技术、装配工艺知识库技术、装配工艺决策技术、装配工艺评价技术及接口技术等AM-CAAPP实现的关键技术进行了系统的研究。合理地解决了装配模型的建立、知识的组织与表达、装配顺序的决策、装配工艺合理性的评价、数据库的访问等问题。 另外,本文还研究了协同工艺设计的实施模式和服务器端应用程序的设计方案。采用ASP和ADO技术,设计了协同工艺设计的工作流程。 最后,对原型系统进行了开发。

刘光帅[9]2005年在《基于过程协同的计算机辅助工艺设计》文中研究表明本课题来源于四川省青年基金(03Zq026-072,04ZQ026-035)“支持协同设计的过程管理技术及其在CAD、CAPP中的应用”。 工艺设计是现代工程设计技术的重要环节,对产品性能、可靠性以及降低产品成本等方面都有重要的影响。同时,随着各门科学技术的进步和全球化经济的发展,制造业发生了深刻的变革,先进制造技术正在改变着传统的制造业。计算机辅助工艺设计系统(CAPP)作为计算机集成制造(CIMS)的信息中枢和并行工程各子系统联系的纽带,正发挥着越来越大的作用。传统CAPP设计重点在自动生成工艺,当前的CAPP研究多注重CAPP系统的适应性、重构能力、重用性、扩展能力、信息集成等,注重吸纳不断涌现的先进制造元素和设计理念,从而使CAPP系统的可定制性和灵活性得到不断的拓展。 本文重点研究多人、多任务协同及工作流程管理;工艺设计过程协同;利用过程协同的思想构建CAPP系统框架。 首先介绍了CAPP的基本原理、开发方法及开发模式,讨论了广义的CAPP系统构架,分析工艺设计工作中的流程管理及多人、多任务协同问题。在此基础上,重点研究了构建基于过程协同的CAPP系统的关键设计技术——工作流管理、并行设计、过程管理、协同设计及其相应的参考模型,构建了基于过程协同的工艺设计体系结构。 过程协同的CAPP是基于网络的分布式设计系统,文中分析了中间件实现技术的特点,阐述了XML技术及XML数据转换中间件的特点和功用,重点说

曹飞[10]2004年在《面向产品的工艺数据数字化管理研究》文中研究说明本文以实现工艺数据与产品设计数据、制造数据、采购数据等数据间的传递与集成为目标,在分析了工艺数据管理面向产品特性的基础上,完成了对传统工艺BOM(Bill of Materials)组织结构的扩展,构建了工艺BOM与企业运作过程中其它BOM间的映射关系模型;同时,在分析了面向对象技术的基础上,详细论述了产品配置各对象间的关系,进而,采用以产品配置为引导、以工艺数据为中心的建模思想,构建了工艺数据处理方法模型,有效实现了产品全生命周期中工艺数据的纽带作用及产品数据的一致性控制,使产品数据资源在网络环境下达到了集成和共享,为企业实现计算机集成制造提供了关键技术。

参考文献:

[1]. 面向产品的CAPP工艺资源管理应用支持工具的研究和开发[D]. 张臣. 天津工业大学. 2002

[2]. 面向产品的CAPP系统的研究与开发[D]. 李晶耀. 天津工业大学. 2002

[3]. 面向产品的CAPP工具系统关键技术研究[D]. 张志平. 天津理工大学. 2003

[4]. CAPP工具系统中工艺设计子系统的研究与开发[D]. 王萌. 天津理工大学. 2007

[5]. 大型发电设备制造工艺设计信息化平台的关键技术与应用研究[D]. 龙红能. 四川大学. 2004

[6]. 贵阳华阳航空电器有限公司基于PDM的CAPP系统的研究及应用[D]. 邹红艺. 重庆大学. 2005

[7]. 面向产品的工艺信息系统研究与开发[D]. 熊宗慧. 新疆大学. 2003

[8]. 面向敏捷制造的装配CAPP系统研究[D]. 慈瑞梅. 南京理工大学. 2002

[9]. 基于过程协同的计算机辅助工艺设计[D]. 刘光帅. 四川大学. 2005

[10]. 面向产品的工艺数据数字化管理研究[D]. 曹飞. 合肥工业大学. 2004

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