【正文】 ，輸入過程由計算機界面引導(dǎo)，并將這些信息按事先確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行組織，在計算機內(nèi)部形成所謂的零件模型。這種方法能夠詳細描述零件的形狀、尺寸、精度、和材料等制造特征信息，能比較好地滿足CAPP系統(tǒng)的需要。(5)從CAD系統(tǒng)直接提取，CAPP所需零件制造特征信息輸入的最理想方式是直接從CAD系統(tǒng)中提取，它也是CAD/CAPP集成的關(guān)鍵技術(shù)，但目前此項技術(shù)還不成熟，實際應(yīng)用的很少。由于同類典型零件的結(jié)構(gòu)具有比較明顯相似特點和相對集中(或相對固定)的特征集合，又由于相似的結(jié)構(gòu)往往對應(yīng)著相似的加工工藝，因此，可以采用特征描述和代碼描述相結(jié)合的方式對零件的制造特征信息進行描述。這樣一來使信息描述既相對簡單又比較全面。具體做法就是研究典型零件的特征信息和相應(yīng)的加工工藝，分析哪些特征集合能夠直接影響零件的加工工藝，在考慮到特征獨立性的同時將這些特征集合盡可能的集中描述，也就是將那些同時影響加工工藝某一特征的分散的細微__的零件特征集合看作一個特征進行描述。例如齒輪零件的“定位面精度”特征實際上就是包含了所有定位面的形狀精度和表面精度，要一個個分別描述信息量就會很大，而且它們對加工工藝的影響本來就是統(tǒng)一的，因此，可以把“定位面精度”作為一個特征進行描述。為使計算機“讀懂”特征信息，便于系統(tǒng)查詢，調(diào)用各功能模塊的數(shù)據(jù)庫，需要設(shè)計一個信息代碼庫，就是將特征信息文本轉(zhuǎn)化為簡單的代碼，我們叫編譯解釋器。我們把這種方法叫做基于特征的編碼描述法(特征編碼技術(shù))，這種方法體現(xiàn)了零件特征信息的“共性”(相似性)與“個性” (特性)的有機統(tǒng)一，同時也為后續(xù)面向?qū)ο筇卣鞯哪０迨焦に嚊Q策方法的運用提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。422 零件信息的集成和匹配這里所說的零件信息集成是為了與系統(tǒng)其他功能模塊中的數(shù)據(jù)庫關(guān)系相對應(yīng)而建立的一系列特征信息的特定集合。這些集合(信息集成)的信息構(gòu)成要與系統(tǒng)其他功能模塊的需要相匹配，要事先(設(shè)計或修改、擴展各功能模塊時)設(shè)計，建立信息模型庫。在信息輸入完成后，由計算機經(jīng)過編譯解釋器轉(zhuǎn)換成信息代碼，自動將輸入信息讀入信息集成庫。如:標準工藝檢索過程需要與零件特征信息全集(齒輪類零件就應(yīng)當如此)或主特征全集，信息集成庫中就應(yīng)當設(shè)計有與信息全集匹配的數(shù)據(jù)表:齒輪模板工藝庫中某一子序所需要的條件信息為一部分特征信息，信息集成庫中就應(yīng)該設(shè)計有與這一部分特征信息匹配的數(shù)據(jù)表。43 齒輪類零件信息的輸入及軟件實現(xiàn)(人機接口設(shè)計)本論文輸入子系統(tǒng)采用人機交互方式進行，通過菜單選擇、人機對話、文字提示等方式輸入零件信息。根據(jù)JLBM1編碼，為了便于信息輸入，我們制定了分層輸入，分類進行的“層，類”模式，即按信息特征的從屬關(guān)系，由外向內(nèi)的分層輸入，在每層中根據(jù)該層信息特征的不同種類，分別進行輸入。每層、每類信息輸入后都要經(jīng)過確認才能進行下步輸入。為了全面掌握信息輸入進程。采用雙窗體界面，即一個窗體進行輸入操作，同時另一個窗體動態(tài)顯示輸入狀況:所有信息輸入完成后，由計算機通過編譯解釋器(代碼庫)轉(zhuǎn)換成信息代碼，自動生成各項信息集成，為后續(xù)工藝決策做好準備。齒輪零件的信息特征比較典型，對于工藝路線決策來說不需要非常詳細的量化信息，如零件具體尺寸，但在進行工序設(shè)計，工裝選擇等方面，還是需要這些量化信息的，因此我們還是應(yīng)該盡可能全地輸入信息。齒輪零件由于加工工藝路線有明顯的特點，決定總體加工路線的因素既不是集中在某一特征信息中，也不需要涉及所有的特征信息。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)以下6項信息直接影響著齒輪加工工藝的基本路線:(1)齒輪精度。 (2)定位面精度。 (3)齒面硬度。 (4)齒輪模數(shù)。(5)齒輪材料。 (6)生產(chǎn)批量。第五章．CAPP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)CAPP作為連接產(chǎn)品設(shè)計與制造的橋梁，需要與產(chǎn)品設(shè)計與制造的各個環(huán)節(jié)交換大量的數(shù)據(jù)，同時CAPP系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間也存在大量的數(shù)據(jù)交換，沒有很好的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，就會使某些算法變得十分復(fù)雜，效率不高，甚至難以實現(xiàn)既定的任務(wù)。為了提高數(shù)據(jù)交換的速度和效率，保證數(shù)據(jù)交換的完整性、可靠性，必須采用有效的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)在數(shù)據(jù)管理、維護、查詢、匯總等方面具有無可比擬的優(yōu)越性，是CAPP集成化應(yīng)用的支撐環(huán)境。因此，我們應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了有關(guān)大量的數(shù)據(jù)庫，包括產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)庫、標準工藝庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、工藝規(guī)則庫、工藝模板庫和工藝文檔資料庫等。51 為什么CAPP系統(tǒng)必須基于數(shù)據(jù)庫CAPP系統(tǒng)圍繞工藝數(shù)據(jù)來解決企業(yè)的工藝設(shè)計問題。CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量工藝數(shù)據(jù)要提供給設(shè)備部門、勞資部門、生產(chǎn)部門、財務(wù)部門等等。由這些管理部門依據(jù)工藝數(shù)據(jù)來安排和組織生產(chǎn)，因此在CAPP系統(tǒng)中工藝數(shù)據(jù)是致關(guān)重要的。而作為工藝數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的工藝卡片應(yīng)該是可以改變]、可有、可無的。作為企業(yè)信息化建設(shè)中的一部分，CAPP應(yīng)從設(shè)計、管理、集成等多方面來解決企業(yè)的工藝設(shè)計問題。1．何謂真正基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng) 真正基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)，不是簡單地把一些企業(yè)資源數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。重要的是必須：1）描述企業(yè)工藝設(shè)計各專業(yè)的工藝數(shù)據(jù)類型（數(shù)據(jù)字段）要存儲在數(shù)據(jù)庫中；2）表現(xiàn)企業(yè)各專業(yè)工藝數(shù)據(jù)的卡片要存儲在數(shù)據(jù)庫中；3）系統(tǒng)生成的工藝文件要存儲在數(shù)據(jù)庫中；4）工藝文件中的工藝數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；5）供其它系統(tǒng)使用的工藝BOM數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；6）典型/標準工藝要存儲在數(shù)據(jù)庫中；7）供其它系統(tǒng)瀏覽、打印的工藝文件圖象數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；8）CAPP的權(quán)限數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；2．從工藝設(shè)計的對象講： CAD研究的對象是圖形；CAPP的研究對象是工藝數(shù)據(jù)，各種工藝文件之間及各種工藝數(shù)據(jù)之間都是有關(guān)系的，這正好用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來表達。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主流，是當前數(shù)據(jù)庫技術(shù)的國際標準。3．從二次開發(fā)的角度講： 工藝設(shè)計過程中，目前所有的CAPP系統(tǒng)在功能上（工藝文件的填寫、編輯、管理功能）沒有本質(zhì)的區(qū)別，甚至用純粹的圖形平臺（如AutoCAD）也能完成這部分工作。對于企業(yè)工藝設(shè)計、管理的實際要求來說，僅僅實現(xiàn)這些功能是遠遠不夠的，必須由用戶按照實際情況進行相應(yīng)的二次開發(fā)。數(shù)據(jù)庫編程是目前最流行、最通用、最簡單、最實用的編程技術(shù)，一般的工藝技術(shù)人員學(xué)習幾天就可以對其進行編程。4．從系統(tǒng)管理的角度講： 企業(yè)實施CAPP系統(tǒng)的根本目的是為企業(yè)管理系統(tǒng)實時地、動態(tài)地提供正確的、有效的工藝數(shù)據(jù)，也就是說，要滿足企業(yè)信息化建設(shè)對集成的要求。應(yīng)允許管理系統(tǒng)在不進入CAPP系統(tǒng)的前提下直接訪問工藝數(shù)據(jù)庫，如PDM、ERP、MIS等系統(tǒng)應(yīng)可以直接讀取工藝數(shù)據(jù)。CAPP是企業(yè)信息化建設(shè)的龍頭和關(guān)鍵，工藝數(shù)據(jù)是指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的依據(jù)，CAPP要為企業(yè)信息化建設(shè)的其它系統(tǒng)（如AMS、PDM、MIS、MRPII、財務(wù)系統(tǒng)、ERP等）提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而這些系統(tǒng)都是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的，因此CAPP系統(tǒng)必須是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的，否則就談不上數(shù)據(jù)的無縫和動態(tài)集成。5．從企業(yè)投資風險講： 基于特定文件格式的文件系統(tǒng)CAPP的二次開發(fā)需要由軟件供應(yīng)商進行，受到軟件供應(yīng)商的制約，存在著極大的風險，這個問題在前幾年微機CAD、CAPP技術(shù)的實施過程當中就已經(jīng)暴露出來了，應(yīng)當引起企業(yè)的高度重視?；跀?shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)的二次開發(fā)不必依賴于軟件供應(yīng)商，大中型企業(yè)計算中心和工藝部門的相關(guān)人員采用主流的開發(fā)工具與技術(shù)就可開發(fā)、維護適合企業(yè)情況的更加智能化的CAPP系統(tǒng)，從根本上保護用戶的投資。6．從軟件設(shè)計的角度講： 采用標準的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，是當前和今后軟件編程技術(shù)的主流。前幾年的CAPP系統(tǒng)尤其是從DOS系統(tǒng)移植到WINDOWS的CAPP系統(tǒng)，因為軟件開發(fā)技術(shù)的限制，不可能開發(fā)出實用化的基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)。近兩年來WINDOWS編程技術(shù)日益成熟，基于DCOM/CORBA等軟件接口技術(shù)的完善，為開發(fā)實用化的基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)提供了手段。而且目前國內(nèi)外流行的企業(yè)信息系統(tǒng)都是采用DCOM/CORBA接口標準開發(fā)的，只有這樣才能保證企業(yè)信息化建設(shè)的各種系統(tǒng)能夠無縫集成，否則企業(yè)信息系統(tǒng)的各分系統(tǒng)就有可能成為相互獨立的信息孤島。7．從CAPP技術(shù)的發(fā)展方向講： 根據(jù)CAPP及集成技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對CAPP應(yīng)用需求，CAPP業(yè)界認為，CAPP的集成與應(yīng)用應(yīng)從以零組件為主體對象的局部集成和應(yīng)用走向以整個產(chǎn)品為對象的全面集成與應(yīng)用，CAPP的集成化應(yīng)是一個多層次、分階段應(yīng)用與集成的漸進發(fā)展過程。其目標是：全面實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品工藝設(shè)計和管理的計算機化和信息化，并逐步實現(xiàn)與PDM、MIS等系統(tǒng)對產(chǎn)品工藝信息的全面集成和產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)計劃調(diào)度的全過程集成。隨著CAD/CAM、PDM、MIS、MRPII、ERP、CIMS、CE等技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們從集成的角度來認識CAPP的地位和作用，集成化成為CAPP應(yīng)用的方向。CAPP集成化的基礎(chǔ)是CAPP的信息集成，開放式、分布式網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是CAPP集成化應(yīng)用的支撐環(huán)境 。CAPP應(yīng)用的規(guī)劃與建設(shè)中，必須考慮CAPP系統(tǒng)的開放性、適用性及先進性，以適應(yīng)企業(yè)信息集成的需求。面向產(chǎn)品信息共享的CAPP工藝數(shù)據(jù)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要組成部分，也是企業(yè)生產(chǎn)信息的匯集處。因此，CAPP不僅是PDM、MIS等的數(shù)據(jù)來源之一，也是CIMS中產(chǎn)品設(shè)計制造和生產(chǎn)經(jīng)營管理實現(xiàn)信息集成的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。以集成化為方向，采用基于數(shù)據(jù)定義的工藝設(shè)計技術(shù)，通過分布式網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫，可廣泛與MIS、PDM、CAD等進行集成。52 CAPP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)及其處理CAPP系統(tǒng)在設(shè)計和運行過程中要利用和生成大量的工程數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括:(1)工程設(shè)計和分析數(shù)據(jù)。其中一部分是各種設(shè)計規(guī)范和標準以及產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)，這些數(shù)據(jù)是供設(shè)計過程選用的靜態(tài)數(shù)據(jù)。另一部分是設(shè)計過程中生成的數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品的圖形、尺寸公差、技術(shù)要求、材料熱處理等。(2)產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)。包括基本體素，產(chǎn)品零部件的幾何/拓撲信息，零部件的整體幾何變換信息和其它特征信息等。這類數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(3)專家知識和推理規(guī)則。主要包括智能CAPP系統(tǒng)中專家的經(jīng)驗知識和推理規(guī)則。(4)產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運行中不但要應(yīng)用一系列的標準和工藝數(shù)據(jù)，同時還生成大量的加工數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有動態(tài)性。由此可見，在CAPP系統(tǒng)中不但存在著大量的靜態(tài)數(shù)據(jù)，而且也存在著大量的動態(tài)數(shù)據(jù)，且這些數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜，圖、文、數(shù)字混雜，為方便CAPP系統(tǒng)與其它制造系統(tǒng)的有效集成，且使工藝設(shè)計者能方便快捷地檢索到所需的數(shù)據(jù)，我們應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對CAPP系統(tǒng)中所涉及到的數(shù)據(jù)進行處理，建立了大量相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。53 數(shù)據(jù)庫技術(shù)531 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(Database, DB)是某一組織中各種應(yīng)用所需要保存和處理的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫具有集中管理數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)獨立、數(shù)據(jù)共享、有利于保持數(shù)據(jù)的完整性和安全性等優(yōu)點。以數(shù)據(jù)庫為中心的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是當代數(shù)據(jù)管理的主要方式。它克服了文件系統(tǒng)的弊病，是一種較完善的高級數(shù)據(jù)管理方式。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展得到有力的支持，許多新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的產(chǎn)生為人們提供了更大的應(yīng)用空間。更多的計算機應(yīng)用系統(tǒng)采用了基于數(shù)據(jù)庫的方式進行開發(fā)。組成數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型大體上可分為兩大類:基于記錄的邏輯模型(RecordBased Logical Models)，基于對象的邏輯模型(ObjectBased Logical Models)。前者是傳統(tǒng)的類型，后者是更高層次意義上的概念模型，目前應(yīng)用較多的還是前者?；谟涗浀倪壿嬆Ｐ椭饕腥N類型:層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型，它們都是以數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)項作為基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(1)層次模型實際上是一個樹形結(jié)構(gòu)，它是以記錄為節(jié)點、以記錄之間的聯(lián)系為邊的有向樹。層次模型具有兩個突出的問題，首先，在層次模型中具有一定的存取路徑，它僅允許自頂向下的單向查詢。由于路徑問題的存在，給用戶帶來了不必要的復(fù)雜性。其次，層次模型比較適合于表示數(shù)據(jù)記錄之間的一對多聯(lián)系，而對于多對多、多對一的聯(lián)系，會出現(xiàn)較多的數(shù)據(jù)冗余。此外，層次模型還存在數(shù)據(jù)依賴性強，語義完整性差等問題。(2)網(wǎng)狀模型用節(jié)點表示實體，用系表示兩個實體的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型是一個較為通用的模型，從圖論的觀點看，它是一個不加任何條件的無向圖。網(wǎng)狀模型在結(jié)構(gòu)上比層次模型復(fù)雜，因此它在查詢方式上要比層次模型優(yōu)越。網(wǎng)狀模型的主要缺點是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作語言極為復(fù)雜，給數(shù)據(jù)庫設(shè)計帶來困難。(3)關(guān)系模型的基礎(chǔ)不是圖而是表格，它是把實體聯(lián)系模型中的實體和聯(lián)系均用二維表表示。在關(guān)系模型中，通常把二維表稱為關(guān)系，數(shù)據(jù)的關(guān)系模型是由若干個關(guān)系模式組成的集合。關(guān)系模型具有描述的一致性、利用公共屬性連接、結(jié)構(gòu)簡單直觀、有嚴格的理論基礎(chǔ)、語言表達簡練等優(yōu)點，因此關(guān)系數(shù)據(jù)模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)己成為當代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主流。532 CAPP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型CAPP的研究對象是工藝數(shù)據(jù)，各種工藝文件之間及各種工藝數(shù)據(jù)之間都是有關(guān)系的。且CAPP是企業(yè)信息化的龍頭和關(guān)鍵，工藝數(shù)據(jù)是指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的依據(jù)，CAPP要為企業(yè)信息化建設(shè)的其它系統(tǒng)(如PDM, MIS,MRPII, ERP等)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而這些系統(tǒng)都是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的，因此，為便于CAPP系統(tǒng)與其它制造系統(tǒng)的有效集成，且使工藝設(shè)計者能方便快捷地檢索到所需的數(shù)據(jù)，我們所建造的CAPP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫也采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并采用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)。Microsoft Access是目前最常用的典型的面向?qū)ο箨P(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Access使用符合標準的SQL作為它的數(shù)據(jù)庫語言，從而提供了強大的數(shù)據(jù)處理能力和通用性，該數(shù)據(jù)庫是一個功能強大而且易于使用的桌面關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序生成器。54 CAPP系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的建立由前面敘述可知，系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)庫包括產(chǎn)品庫、標準工藝庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、信息集成庫、工藝模板庫、工藝規(guī)則庫和工藝文檔資料庫。其中，產(chǎn)品庫屬于與系統(tǒng)集成的CAD系統(tǒng)。CAPP系統(tǒng)的工作是建立信息自動提取機制。目前這還是一個制約CAPP發(fā)展的瓶頸問題。標準工藝庫主