【正文】 摘 要隨著網(wǎng)絡化技術的飛速發(fā)展，以及制造企業(yè)的管理以及技術水平的提高，企業(yè)對CAPP提出了更高的要求?，F(xiàn)在國際上，CAPP朝著網(wǎng)絡化、集成化、智能化的趨勢發(fā)展，敏捷制造、并行工程等研究方向正是研究熱點。本篇論文以863項目為研究背景，討論了網(wǎng)絡化、集成化的工藝規(guī)劃系統(tǒng)的體系結構以及實現(xiàn)的關鍵技術。研究的主要內(nèi)容包括：1． 通過對現(xiàn)有CAPP系統(tǒng)的應用情況以及企業(yè)網(wǎng)絡化狀況的分析，對于基于知識的網(wǎng)絡化工藝規(guī)劃系統(tǒng)的功能和體系結構作了詳細的介紹。2． 研究了零件信息建模的方法。在對現(xiàn)行的零件信息建模方法進行比較，結合項目的實際情況，在現(xiàn)有理論的基礎上提出了比較實用的零件信息建模方法。3． 提出基于動態(tài)資源配置的多企業(yè)間的產(chǎn)品工藝分工的解決方案。研究了基于知識的零件邏輯加工路線的設計，邏輯制造單元和物理制造單元的映射方式。這為將來解決更為復雜的工藝問題提供了思路上參考。4． 研究在Internet環(huán)境下，如何在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)各個單元技術之間的信息集成。介紹了應用XML進行信息集成的實現(xiàn)機理。關鍵詞：CAPP，基于知識的網(wǎng)絡化工藝規(guī)劃系統(tǒng)，邏輯加工路線，邏輯制造單元，物理制造單元，信息集成，XML61ABSTRACTAs the manufacturing enterprises’ management and technology develop rapidly, as well as the network 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 the 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 knowledgebased networked process planning system are given in details.2. The method of the part 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 multienterprise part process allocation, based on dynamical resource, is presented. Knowledgebased 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 plicated process questions .4. Internetbased information integration, between 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, Knowledgebased Networked Integrated Process Planning System, Logical Manufacturing Process, Logical Manufacturing Unit, Physical Manufacturing Unit, Information Integration, XML目錄第一章 緒論 1167。 制造自動化技術的研究現(xiàn)狀與趨勢 1167。 CAPP的現(xiàn)狀、問題以及發(fā)展趨勢 3 現(xiàn)狀和問題 3 發(fā)展趨勢 4167。 論文研究背景和意義 5167。 論文研究的主要內(nèi)容 6第二章 基于知識的網(wǎng)絡化工藝規(guī)劃系統(tǒng)總體設計 8167。 傳統(tǒng)模式的CAPP系統(tǒng)的局限性 8167。 基于動態(tài)資源的集成制造環(huán)境中CAPP系統(tǒng)的地位 9167。 基于知識的網(wǎng)絡化工藝規(guī)劃系統(tǒng)需求分析 10167。 基于知識的網(wǎng)絡化工藝規(guī)劃系統(tǒng)總體結構 11 系統(tǒng)總體框架 11 功能子系統(tǒng)介紹 11167。 B/S和C/S混合模式的CAPP系統(tǒng)框架和實現(xiàn) 13 C/S與B/S模式的構成與數(shù)據(jù)處理方式 13 混合模式的CAPP框架實現(xiàn) 15167。 小結 16第三章 系統(tǒng)零件信息建模 17167。 零件信息建模需求 17167。 成組技術 18 成組技術基本原理 18 成組技術在零件信息建模中的應用現(xiàn)狀 18167。 系統(tǒng)零件信息模型 19 零件信息總體模型 20 零件管理信息描述 20 零件主干信息描述 21 零件特征信息描述 22 可定制的零件信息模型 23167。 零件信息模型在系統(tǒng)中的應用 25 零件族的劃分 25 零件信息模型和邏輯制造單元的關系 25 零件信息模型和邏輯加工路線設計知識的關系 26167。 小結 26第四章 基于知識的網(wǎng)絡化工藝路線規(guī)劃 27167。 引言 27167。 基于知識的網(wǎng)絡化工藝路線解決方案 28 方案功能模型圖 28 加工路線級描述 29167。 單元級描述 30 邏輯制造單元 31 物理制造單元 32 邏輯制造單元與物理制造單元的匹配 35167。 基于知識的邏輯加工路線設計 36 專家系統(tǒng)和知識庫 36 邏輯加工路線設計的知識的表示 37 分組分級的知識的組織方式 39 知識的匹配模式與搜索策略 40 知識庫的維護 42167。 小結 44第五章 基于XML的制造信息集成 45167。 引言 45167。 CAPP與其它系統(tǒng)信息集成模型 45167。 制造信息集成技術綜述 49 直接數(shù)據(jù)交換 49 間接數(shù)據(jù)交換 50 結論 51167。 基于XML的制造信息集成 51 XML簡介 51 采用XML進行信息集成 53 實例說明 55167。 小結 56第六章 結束語 57167。 研究工作總結 57167。 下一步研究工作 57參考文獻 58附錄：零件BOM信息的Schema文件 62致謝 64第一章 緒論167。 制造自動化技術的研究現(xiàn)狀與趨勢制造自動化技術是先進制造技術中的重要組成部分，也是當今制造工程領域中涉及面廣、研究十分活躍的技術。國內(nèi)外對制造自動化技術的研究非常重視，已經(jīng)進行了大量研究。綜合而言，制造自動化技術的研究現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下幾個方面[1]。n 制造系統(tǒng)中的集成技術和系統(tǒng)技術已成為制造自動化研究中熱點問題；n 更加注重研究制造自動化系統(tǒng)中人的作用；n 單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置；n 制造過程的計劃和調度研究十分活躍，但實用化的成果還不多見；n 柔性制造技術的研究向著深度和廣度發(fā)展；n 適應現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在興起；n 底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來越活躍。近年來，制造自動化技術的研究發(fā)展迅速，其發(fā)展趨勢可用“六化”簡要描述。即制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。n 制造全球化制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達國家的智能系統(tǒng)計劃。近年來隨著Internet技術的發(fā)展，制造全球化的研究和應用發(fā)展迅速。制造全球化包括的內(nèi)容非常廣泛，主要的有：1. 市場的國際化，產(chǎn)品銷售的全球網(wǎng)絡正在形成。2. 產(chǎn)品設計和開發(fā)的國際合作。3. 產(chǎn)品制造的跨國化。4. 制造企業(yè)在世界范圍內(nèi)的重組與集成，如動態(tài)聯(lián)盟企業(yè)。5. 制造資源的跨地區(qū)、跨國家的協(xié)調、共享和優(yōu)化利用。6. 球制造的體系結構將要形成。n 制造敏捷化敏捷制造是一種面向21世紀的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)而言。制造環(huán)境和制造過程的敏捷性問題是敏捷制造的重要組成部分。敏捷代制造模式，當前全球范圍內(nèi)敏捷制造的研究十分活躍。敏捷制造是對廣義制造系統(tǒng)化是制造環(huán)境和制造過程面向21世紀制造活動的必然趨勢。制造環(huán)境和制造過程的敏捷化包括的內(nèi)容很廣，如：1. 柔性：包括機器柔性、工藝柔性、運行柔性和擴展柔性等。2. 重構能力：能實現(xiàn)快速重組重構，增強對新產(chǎn)品開發(fā)的快速響應能力。3. 快速化的集成制造工藝：如快速原型制造RPM，是一種CAD/CAM的集成工藝。　……n 制造網(wǎng)絡化當前由于網(wǎng)絡技術特別是Internet/Intranet技術的迅速發(fā)展，正在給企業(yè)制造活動帶來新的變革，其影響的深度、廣度和發(fā)展速度往往遠超過人們的預測?；诰W(wǎng)絡的制造，包括以下幾個方面：1. 制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡化，實現(xiàn)制造過程的集成。2. 制造環(huán)境與整個制造企業(yè)的網(wǎng)絡化，實現(xiàn)制造環(huán)境與企業(yè)中工程設計、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。3. 企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡化，實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用。4. 通過網(wǎng)絡，實現(xiàn)異地制造?？傊?，制造的網(wǎng)絡化，特別是基于Internet/Intranet的制造已成為重要的發(fā)展趨勢。n 制造虛擬化制造虛擬化主要指虛擬制造，又稱擬實制造。虛擬制造(Virtual Manufacturing)是以制造技術和計算機技術支持的系統(tǒng)建模技術和仿真技術為基礎，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、人工現(xiàn)實技術和多媒體技術等多種高新技術為一體，由多學科知識形成的一種綜合系統(tǒng)技術。它將現(xiàn)實制造環(huán)境及其制造過程通過建立系統(tǒng)模型映射到計算機及其相關技術所支撐的虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實制造環(huán)境及其制造過程的一切活動和產(chǎn)品制造全過程，并對產(chǎn)品制造及制造系統(tǒng)的行為進行預測和評價。n 制造智能化智能制造將是未來制造自動化發(fā)展的重要方向。所謂智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。智能制造技術的宗旨在于通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，以實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化。n 制造綠色化綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標是使得產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響(負作用)最小，資源效率最高。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)，或者說綠色制造是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。167。 CAPP的現(xiàn)狀、問題以及發(fā)展趨勢 現(xiàn)狀和問題分析國內(nèi)外3 0多年CAPP的發(fā)展情況，就其研究方法而言，CAPP可以分為派生式、半創(chuàng)成式、創(chuàng)成式幾種系統(tǒng)。目前正在廣泛進行智能化、集成化、柔性化和并行化方面的研究。工藝規(guī)劃中所包含的問題需要人與組織之間的協(xié)調。這種協(xié)調也許是跨越時間和空間的，并且通常要比人規(guī)劃中所涉及的問題復雜的多。就過去的研究而言，CAPP的研究存在如下一些問題：1．集成化問題現(xiàn)在的大部分CAPP系統(tǒng)強調單元技術，而忽略了與其他設計系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的集成問題，目前的集成研究還主要集中在信息集成的研究面上面，對于功能集成以及過程集成的研究實現(xiàn)就更少了。2．智能化問題隨著企業(yè)管理和技術水平的日益提高，對CAPP的智能化要求也越來越高，基于知識的CAPP系統(tǒng)是研究的熱點，但是目前的CAPP系統(tǒng)的智能化的深度和廣度都不能滿足要求，需要進一步的探討和研究。3．柔性化問題不同的企業(yè)不同的工藝規(guī)劃要求，好的CAPP系統(tǒng)應具有良好的適應性。由于產(chǎn)品工藝規(guī)劃問題的復雜性和制造環(huán)境的多變性，好的 CAPP系統(tǒng)應具有良好的穩(wěn)健性。目前的大部分CAPP系統(tǒng)對于柔性化的研究還不夠。4．動態(tài)規(guī)劃問題當前大多數(shù)工藝規(guī)劃系統(tǒng)都沒有考慮車間實時資源的動態(tài)反饋，使規(guī)劃由于工廠的意外事故和資源瓶頸，影響預定規(guī)劃的順利執(zhí)行。 發(fā)展趨勢國內(nèi)外制造業(yè)有一個共同的趨勢：熟練的、有經(jīng)驗的工藝設計人員越來越少，而機械制造業(yè)的市場以多品種小批量生產(chǎn)方式起主導地位越來越強烈。企業(yè)為適應市場瞬息多變的要求，縮短產(chǎn)品設計和生產(chǎn)準備周期是極其關鍵的環(huán)節(jié)。計算機輔助工藝過程設計就是在這種情況下應運而生的。CAPP技術在國外起源于1960年代末期，而在我國也有二十年左右的歷史了，這些研究都是孤島式的CAPP。由于制造技術的發(fā)展，先進制造技術的深入應用，尤其是先進制造技術的基礎技術，從建立企業(yè)工藝標準化體系到計算機軟硬件及網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，以及企業(yè)應用計算機從單一