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1、第八章基于集成和Web的CAPP系统设计 及其他CAPP系统简介,第一节 基于PDM的CAPP系统设计 第二节 CAD/CAPP/CAM/PDM集成系统 第三节 基于Web的CAPP系统设计 第四节 几类智能型CAPP系统和装配CAPP系统简介 第五节 CAPP开发工具,第一节 基于PDM的CAPP系统设计,一、基于PDM的集成化CAPP系统设计开发13 二、现有的CAPP系统与PDM集成,一、基于PDM的集成化CAPP系统设计开发13,1. 概述 2. 集成化CAPP系统的体系结构 3. 基于商品化PDM平台设计开发集成化CAPP系统,1. 概述,本类型CAPP的特征是在商品化PDM平台下设
2、计开发的CAPP系统。 集成化CAPP强调信息集成、功能集成和过程集成。信息集成是在技术信息集成平台的支撑下，集成化的CAPP与CAD、CAM、MRP II 等进行双向的信息交流与数据共享，接受设计信息，并为其他系统提供工艺信息。,2. 集成化CAPP系统的体系结构,图8-1 集成化CAPP系统的体系结构,3. 基于商品化PDM平台设计开发集成化CAPP系统,EDS公司(UG)的IMAN是一个面向对象和基于关系数据库的企业级PDM产品，其实现方法是在关系数据库管理系统Oracle上加了一个面向对象层。,二、现有的CAPP系统与PDM集成,1.CAPP与PDM集成方式4、5 2.集成接口的设计开
3、发,1.CAPP与PDM集成方式4、5,现有的CAPP系统与PDM集成方式主要有两种：采用专用集成接口的方式，这种集成由CAPP与PDM分别提供专用集成接口，双方不必过多了解对方的内部实现，在相关信息共享的基础上，CAPP与PDM之间的信息交换由双方专用集成接口完成； 采用紧密方式，类似以上所述的基于PDM平台的集成化CAPP系统。,2.集成接口的设计开发,有关集成接口设计开发的具体细节可参考文献4、5。 总之，基于PDM平台的集成化CAPP系统的开发成功，使得设计制造过程中的数据统一管理、数据共享上了一个新的台阶。,第二节 CAD/CAPP/CAM/PDM集成系统,一、CAD/CAPP/CA
4、M/PDM集成概念 二、CAD/CAPP/CAM/PDM集成系统简介,一、CAD/CAPP/CAM/PDM集成概念,1.CAD/CAPP/CAM集成概念 2.CAD/CAPP/CAM/PDM集成 3.CAPP与PPS集成系统,1.CAD/CAPP/CAM集成概念,(1)传统的CAD/CAPP/CAM集成 图8-2是该集成类型的典型框图，由图可见，本类型集成重点是数据共享，即CAPP系统需要的零件制造特征信息从CAD数据库中提取；NC自动编程需要的工艺数据由CAPP提供，而详细的零件几何参数也从零件CAD数据库提取。 (2)基于并行工程的CAD/CAPP/CAM集成 并行工程的CAD/CAPP/
5、CAM集成要求零件的功能和制造过程设计在统一的平台上同步进行，如图8-3所示。 (3)虚拟制造中的CAD/CAPP/CAM集成 虚拟制造(VM)是以虚拟现实技术为基础的(VRVirtual Reality)。,图8-2 传统的CAD/CAPP/CAM集成,图8-3 基于并行工程的CAD/CAPP/CAM集成,图8-4 串行与并行工程比较及预发布技术应用 a) 串型产品开发过程 b)并型产品开发过程,0001.tif,CAPEComputer Aided Production Engineering 计算机辅助生产工程；DPDigital product数字产品 CATComputer Aide
6、d Test计算机辅助测试； VPVirtual Product虚拟产品 图8-5 虚拟制造中的CAD/CAPP/CAM集成,2.CAD/CAPP/CAM/PDM集成,如上所述，PDM是产品数据管理系统，CAPP生成的是产品的工艺数据，实现CAD/CAPP/CAM/PDM的集成就能将产品的所有数据纳入管理系统，实现企业级工程数据的统一管理，为实现与ERP集成奠定基础。,3.CAPP与PPS集成系统,(1)CAPP与PPS集成的意义 一般CAPP系统不能与PPS(Production Planning & Scheduling)实现有机的集成，存在的主要问题为：CAPP与PPS是相对独立工作的，
7、CAPP生成单一的工艺方案，PPS据此进行生产计划安排，单一的工艺方案妨碍了生产计划及调度对全局的优化；由于CAPP生成工艺时，没有考虑车间层资源的瓶颈及设备故障等随机动态状况，有可能造成加工等待，甚至无法实施，使工艺计划不得不重新修改3237。 (2)集成方法和模型简介 近十年来，为了实现CAPP与PPS之间的集成，国内外学者提出了若干种CAPP与PPS的集成方法，主要是：非线性工艺过程设计、动态工艺过程设计、分布式工艺过程设计、并行工艺过程设计等36。,图8-6 ICAPPS系统集成化过程,图8-7 CAPP与PPS集成过程模型,图8-8 工程分系统体系结构,二、CAD/CAPP/CAM/
8、PDM集成系统简介,1. 专用的CAD/CAPP/CAM集成系统 2. 国家863/CIMS“并行工程”重大攻关项目中的工程分系统的集成 3. 商品化的CAD/CAM/PDM集成系统 4.国内软件公司的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP产品12、13,1. 专用的CAD/CAPP/CAM集成系统,纵观近十年的文献，陆续介绍了许多专用的CAD/CAPP/CAM系统610。目前这样的集成研究是基于Web和STEP的集成系统，如第三节所述。,2. 国家863/CIMS“并行工程”重大攻关项目中的工程分系统的集成,1)采用STEP数据交换标准，建立完整的产品数据模型，并将其存放在一个共享数据文件
9、或数据库中。 2)在零部件详细设计阶段，充分利用DFX、CAE等工具并充分考虑产品的可装配性、可制造性及结构设计的优化。 3)后续设计过程(CAPP、CAFD、CAM等)可充分利用已有的产品信息进行设计，并将设计结果反馈给上游进行设计评价和修改，大大缩短了等待时间，缩短了产品开发周期。,3. 商品化的CAD/CAM/PDM集成系统,国际上著名的UG、Pro/E等软件都已有CAD/CAM/PDM集成产品，从其近期的产品演示会内容看，正在向智能化和全寿命管理(PLM)方向发展。,4.国内软件公司的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP产品12、13,(1)开目公司集成方案简介 开目公司集成方案如
10、图8-9所示。 (2)天河公司方案 清华京渝天河公司在经过多年对国内企业工艺工作调研的基础上，充分分析了国内大多数CAPP软件，总结出了一套行之有效的CAPP开发和应用策略。,4.国内软件公司的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP产品12、13,图8-9 开目集成方案,第三节 基于Web的CAPP系统设计,一、基于Web的CAPP系统概述 二、基于Web的CAPP系统设计开发的关键技术 三、典型示例,一、基于Web的CAPP系统概述,1基于Web的CAPP系统开发的必要性 2. 基于Web的CAPP系统开发的可行性,1. 基于Web的CAPP系统开发的必要性,1)为了使CAPP系统能适应基
11、于动态联盟的网络制造需求，有必要研究基于Web的CAPP系统的特征和设计，为先进制造模式的顺利实施提供技术保障。 2)基于Web的CAPP系统将复杂的应用程序转移到Web服务器上，客户机只需一个浏览器和通用的操作平台(如Windows 2000等)就可以向用户提供风格一致的操作方式。 3)众所周知，CAPP与CAD、CAM、PDM以及ERP都存在着密切或较密切的关系，其中最主要的是实现各系统之间的数据共享。,2. 基于Web的CAPP系统开发的可行性,1)由于基于Web的数据库技术应用已比较普遍，为Web-CAPP系统实现制造资源共享提供了技术保障。 2)因商品化的CAD系统很复杂，存储量很大
12、，不宜在Web上运行，所以基于Web 的CAPP运行要与CAD集成时必须解决数据在本机与服务器之间不断的切换问题。,二、基于Web的CAPP系统设计开发的关键技术,(1)基于Web 的数据库技术 针对CAPP系统，进行ASP应用设计时，需要将事物分类，确定客户端和服务器各自要完成的事务，同时应充分考虑到响应的快速性、应用的安全性，在客户端和服务器之间合理地分配任务量。 (2)从CAD系统提取零件工艺特征存入Web数据库的ActiveX 技术 如前所述，CAD系统是运行在本机上的，所以要从CAD系统中提取零件特征的数据如何方便地存入Web数据库并与Web-CAPP兼容，需要开发ActiveX 技
13、术14、20。 (3)Web安全技术 安全通信协议SSL(Secure Socket Layer，安全套接字层)采用公开密匙技术，其目标是保证两个应用间通信的保密性和可靠性，可在服务器和客户机两端同时实现支持。,三、典型示例,1.RR-CAPP系统简介 2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,1.RR-CAPP系统简介,(1)RR-CAPP系统总框图 它是网络化制造环境下面向快速可重组(构)制造系统(RRMSRapidly Reconfigurable Manufacturing System)的原型系统14。 (2)RR-CAPP的工作流程 RR-CAPP的工作流程如图8-11所示。
14、(3)基于Internet和CAD/CAPP集成的零件信息输入工具结构 分析对零件信息输入模块的要求，可以发现：在以特征为基本单元进行零件描述的前提下，不论信息输入的具体对象如何，信息输入模块中的基础数据和控制功能是通用的。 (4)基于Web的工艺设计模块结构图 基于Web的工艺设计的实现采用基于网络的Browser/Server模式，结构如图8-13所示，由图可见其结构是基于B/S模式的三层分布式体系结构。,图8-10 RR-CAPP原型系统的总体框架结构,图8-11 RR-CAPP系统的工作流程,图8-12 基于Internet的零件信息输入工具结构,图8-13 基于Web的工艺设计模块的
15、体系结构图,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-14 系统总菜单,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-15 典型箱体零件,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-16 系统工作流程,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-17 孔群信息提取界面,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-18 平面信息提取界面,2. 基于Web和STEP的CAPP原型系统,图8-19 提取的平面信息查询界面,第四节 几类智能型CAPP系统和装配CAPP系统简介,一、 几类智能型CAPP系统 二、装配CAPP系统,一、 几类智能型CAPP系统,1.
16、应用模糊评价技术的CAPP系统 2.基于事例推理技术的CAPP系统 3.应用Petri 4. 基于分级规划与黑板推理的CAPP系统 5.基于神经网络的CAPP系统 6.基于智能体(Agent)的CAPP系统26、27、30 7.基于遗传算法的CAPP系统,1.应用模糊评价技术的CAPP系统,在该类型CAPP系统中，模糊评价技术被应用于工艺方案模糊综合评价模型21、28、29， 如对零件(模型)的加工质量评价进行语言变量的模糊描述、模糊数表示、加工质量评价的综合处理、定量指标的模糊化处理和模糊数排序等。以上这些参考文献还给出了评价实例。参考文献29叙述了将模糊评价技术应用于工艺生成时匹配的情况。,2.基于事例推理技术的CAPP系统,参考文献22叙述了一个基于事例推理的CAPP系统的事例表达模型，它对传统的对象模型进行了扩展，并在此基础上给出了支持事例推理的事例表达模型。该模型具有表达零件工艺知识和复杂事例的能力及在事例推理全过程中能支持对信息的需求，为相似零件检索和零件事例的自
