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1、 摘 要随着网络化技术的飞速发展，以及制造企业的管理以及技术水平的提高，企业对CAPP提出了更高的要求。现在国际上，CAPP朝着网络化、集成化、智能化的趋势发展，敏捷制造、并行工程等研究方向正是研究热点。本篇论文以863项目为研究背景，讨论了网络化、集成化的工艺规划系统的体系结构以及实现的关键技术。研究的主要内容包括：1 通过对现有CAPP系统的应用情况以及企业网络化状况的分析，对于基于知识的网络化工艺规划系统的功能和体系结构作了详细的介绍。2 研究了零件信息建模的方法。在对现行的零件信息建模方法进行比较，结合项目的实际情况，在现有理论的基础上提出了比较实用的零件信息建模方法。3 提出基于动态
2、资源配置的多企业间的产品工艺分工的解决方案。研究了基于知识的零件逻辑加工路线的设计，逻辑制造单元和物理制造单元的映射方式。这为将来解决更为复杂的工艺问题提供了思路上参考。4 研究在Internet环境下，如何在企业内部实现各个单元技术之间的信息集成。介绍了应用XML进行信息集成的实现机理。关键词：CAPP，基于知识的网络化工艺规划系统，逻辑加工路线，逻辑制造单元，物理制造单元，信息集成，XML63ABSTRACTAs the manufacturing enterprises management and technology develop rapidly, as well as the n
3、etwork technology, higher requirements for CAPP have been put forward. CAPP research focuses on Agile Manufacturing and Concurrent Engineering and other fields. CAPP develops towards the trend of network、integration and intelligentization. Under the support of a 863 project, this paper introduces th
4、e key technology of the networked integrated process planning system and its framework. Main points of the paper include:1. Through the analysis of current situation, the function and the framework of the knowledge-based networked process planning system are given in details.2. The method of the par
5、t information modeling is studied. After referring current part information modeling methods and taking the actual situation of the project into account, a practical part information modeling method is presented.3. Solution for multi-enterprise part process allocation, based on dynamical resource, i
6、s presented. Knowledge-based part logical manufacturing process design, as well as the matching method between the logical manufacturing unit and physical manufacturing unit. are given, which provide references for the more complicated process questions .4. Internet-based information integration, be
7、tween CAPP and other systems in the enterprises, is studied in this paper, as well as the realization of information integration via XML.Key words: CAPP, Knowledge-based Networked Integrated Process Planning System, Logical Manufacturing Process, Logical Manufacturing Unit, Physical Manufacturing Un
8、it, Information Integration, XML目录第一章 绪论11.1 制造自动化技术的研究现状与趋势11.2 CAPP的现状、问题以及发展趋势31.2.1 现状和问题31.2.2 发展趋势41.3 论文研究背景和意义51.4 论文研究的主要内容6第二章 基于知识的网络化工艺规划系统总体设计82.1 传统模式的CAPP系统的局限性82.2 基于动态资源的集成制造环境中CAPP系统的地位92.3 基于知识的网络化工艺规划系统需求分析102.4 基于知识的网络化工艺规划系统总体结构112.4.1 系统总体框架112.4.2 功能子系统介绍112.5 B/S和C/S混合模式的CAP
9、P系统框架和实现132.5.1 C/S与B/S模式的构成与数据处理方式132.5.2 混合模式的CAPP框架实现152.6 小结16第三章 系统零件信息建模173.1 零件信息建模需求173.2 成组技术183.2.1 成组技术基本原理183.2.2 成组技术在零件信息建模中的应用现状183.3 系统零件信息模型193.3.1 零件信息总体模型203.3.2 零件管理信息描述203.3.3 零件主干信息描述213.3.4 零件特征信息描述223.3.5 可定制的零件信息模型233.4 零件信息模型在系统中的应用253.4.1 零件族的划分253.4.2 零件信息模型和逻辑制造单元的关系253.
10、4.3 零件信息模型和逻辑加工路线设计知识的关系263.5 小结26第四章 基于知识的网络化工艺路线规划274.1 引言274.2 基于知识的网络化工艺路线解决方案284.2.1 方案功能模型图284.2.2 加工路线级描述294.3 单元级描述304.3.1 逻辑制造单元314.3.2 物理制造单元324.3.3 逻辑制造单元与物理制造单元的匹配354.4 基于知识的逻辑加工路线设计364.4.1 专家系统和知识库364.4.2 逻辑加工路线设计的知识的表示374.4.3 分组分级的知识的组织方式394.4.4 知识的匹配模式与搜索策略404.4.5 知识库的维护424.5 小结44第五章
11、基于XML的制造信息集成455.1 引言455.2 CAPP与其它系统信息集成模型455.3 制造信息集成技术综述495.3.1 直接数据交换495.3.2 间接数据交换505.3.3 结论515.4 基于XML的制造信息集成515.4.1 XML简介515.4.2 采用XML进行信息集成535.4.3 实例说明555.5 小结56第六章 结束语576.1 研究工作总结576.2 下一步研究工作57参考文献58附录：零件BOM信息的Schema文件62致谢64第一章 绪论1.1 制造自动化技术的研究现状与趋势制造自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分，也是当今制造工程领域中涉及面广、研究十分
12、活跃的技术。国内外对制造自动化技术的研究非常重视，已经进行了大量研究。综合而言，制造自动化技术的研究现状主要表现在以下几个方面1。n 制造系统中的集成技术和系统技术已成为制造自动化研究中热点问题；n 更加注重研究制造自动化系统中人的作用；n 单元系统的研究仍然占有重要的位置；n 制造过程的计划和调度研究十分活跃，但实用化的成果还不多见；n 柔性制造技术的研究向着深度和广度发展；n 适应现代生产模式的制造环境的研究正在兴起；n 底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃。近年来，制造自动化技术的研究发展迅速，其发展趋势可用“六化”简要描述。即制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智
13、能化和制造绿色化。n 制造全球化制造全球化的概念出于美日欧等发达国家的智能系统计划。近年来随着Internet技术的发展，制造全球化的研究和应用发展迅速。制造全球化包括的内容非常广泛，主要的有：1. 市场的国际化，产品销售的全球网络正在形成。2. 产品设计和开发的国际合作。3. 产品制造的跨国化。4. 制造企业在世界范围内的重组与集成，如动态联盟企业。5. 制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用。6. 球制造的体系结构将要形成。n 制造敏捷化敏捷制造是一种面向21世纪的制造战略和现而言。制造环境和制造过程的敏捷性问题是敏捷制造的重要组成部分。敏捷代制造模式，当前全球范围内敏捷制造的研究
14、十分活跃。敏捷制造是对广义制造系统化是制造环境和制造过程面向21世纪制造活动的必然趋势。制造环境和制造过程的敏捷化包括的内容很广，如：1. 柔性：包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性等。2. 重构能力：能实现快速重组重构，增强对新产品开发的快速响应能力。3. 快速化的集成制造工艺：如快速原型制造RPM，是一种CAD/CAM的集成工艺。n 制造网络化当前由于网络技术特别是Internet/Intranet技术的迅速发展，正在给企业制造活动带来新的变革，其影响的深度、广度和发展速度往往远超过人们的预测。基于网络的制造，包括以下几个方面：1. 制造环境内部的网络化，实现制造过程的集成。2. 制
15、造环境与整个制造企业的网络化，实现制造环境与企业中工程设计、管理信息系统等各子系统的集成。3. 企业与企业间的网络化，实现企业间的资源共享、组合与优化利用。4. 通过网络，实现异地制造。总之，制造的网络化，特别是基于Internet/Intranet的制造已成为重要的发展趋势。n 制造虚拟化制造虚拟化主要指虚拟制造，又称拟实制造。虚拟制造(Virtual Manufacturing)是以制造技术和计算机技术支持的系统建模技术和仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、人工现实技术和多媒体技术等多种高新技术为一体，由多学科知识形成的一种综合系统技术。它将现实制造环境及其制造过程通过建立系统模型映射到计算机及其相关技术所支撑的虚拟环境中，在虚拟环境下模拟现实制造环境及其制造过程的一切活动和产品制
