【正文】 烈，迫使產(chǎn)品更新周期日益縮短。手工工藝設(shè)計存在以下幾方面的問題[7]：1）由于每個工藝人員的經(jīng)驗有限，習(xí)慣不同，技術(shù)水平也不一樣，所以手 工工藝設(shè)計一致性差、質(zhì)量不易穩(wěn)定、難以達到優(yōu)化目標(biāo)和不便于工藝 設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)鍵詞：化工容器 焊接工藝 CAPP 數(shù)據(jù)庫ABSTRCTIn this paper, not only the ideas of WCAPP system designing are brought forward, but the system framework and corresponding module function are presented, using Microsoft SQL Server 2000 as a tool of building database, and Visual C++ as a language of programming, according as corresponding national standards such as JB/T47092000, JB/T47082000, and JB/T47442000. The system is stable and reliable after testing. The practicality degree is improved. It can be satisfied with the basic demands of enterprise. Useful explore has been done to improve the practicality degree of the WCAPP. It can improve the process design efficiency and quality and it has reality signification to promote the information construction in the enterprises.Key Words: Chemical container，Welding Process，CAPP，Database南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 　　化工容器WCAPP系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)目 錄摘 要 1ABSTRCT 2目錄 31 緒論 5 在企業(yè)中實施CAPP系統(tǒng)的意義 5 傳統(tǒng)工藝設(shè)計中的問題 5 計算機輔助工藝設(shè)計的優(yōu)勢 5 CAPP的基本原理和設(shè)計方法 7 CAPP的基本原理 7 CAPP的設(shè)計方法 7 CAPP的發(fā)展在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用 9 CAPP的發(fā)展歷史 9 CAPP的發(fā)展趨勢 10 WCAPP 的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景 10 WCAPP適用于化工容器制造行業(yè)的特點 12 課題來源 13 課題的理論意義和應(yīng)用價值 132 WCAPP系統(tǒng)的整體設(shè)計 14 WCAPP系統(tǒng)需求分析 14 WCAPP系統(tǒng)的整體設(shè)計 15 產(chǎn)品信息模塊 15 工藝自動生成模塊 17 檔案管理模塊 17 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計 17 WCAPP 軟件系統(tǒng)的性能分析 18 精度要求 18 時間特性要求 18 靈活性要求 19 WCAPP 軟件系統(tǒng)的運行分析 193 WCAPP的工藝數(shù)據(jù)求解過程 20 術(shù)語介紹 20 評定規(guī)則 20 工藝推理流程 204 WCAPP的系統(tǒng)實現(xiàn) 24 系統(tǒng)登錄 24 信息輸入 25 推理規(guī)則的維護及工藝推理 28 工藝數(shù)據(jù)管理與輸出 30 焊工檔案管理 33 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn) 345 WCAPP 軟件系統(tǒng)的測試 36 軟件系統(tǒng)的測試的基本概念 36 WCAPP軟件系統(tǒng)測試過程舉例 386 化工容器制造工藝數(shù)據(jù)的獲得 40 工藝試驗的準(zhǔn)備 40 工藝試驗過程及數(shù)據(jù)記錄 40 試驗結(jié)果分析 40結(jié)論 41致 謝 42參考文獻 43附錄1 47附錄2 551 緒論WCAPP（Computer Aided Process Planning for Welding:焊接工藝計算機輔助設(shè)計）是CAPP（Computer Aided Process Planning:計算機輔助工藝設(shè)計）技術(shù)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用；是企業(yè)應(yīng)用CIMS（Computer Integrated Manufacturing System:計算機集成制造系統(tǒng)）中，連接CAD（Computer Aided Design：計算機輔助設(shè)計）和CAM（Computer Aided Manufacturing：計算機輔助制造）不可或缺的重要環(huán)節(jié)；是計算機集成制造領(lǐng)域中的重要方向，也是企業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容[16]。測試表明，該系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，實用化程度高，較好地滿足了企業(yè)的需要。摘 要本文根據(jù)《鋼制壓力容器焊接工藝規(guī)程》（ JB/T47092000）、《鋼制壓力容器焊接工藝評定》（JB/T47082000）、《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢測》（JB/T47442000）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對化工容器制造企業(yè)中目前存在的問題，進行了調(diào)研和分析，在進行了相關(guān)工藝試驗的基礎(chǔ)上，提出了WCAPP系統(tǒng)設(shè)計思想，確定了系統(tǒng)的總體框架以及各模塊的主要功能。使用Microsoft SQL Server 2000設(shè)計實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的建立，利用Visual C++ 。本文對提高WCAPP系統(tǒng)實用化程度所做的有益探索，對提高企業(yè)工藝設(shè)計的效率和質(zhì)量，促進企業(yè)信息化建設(shè)有現(xiàn)實意義。 在企業(yè)中實施CAPP系統(tǒng)的意義 傳統(tǒng)工藝設(shè)計中的問題工藝設(shè)計需要處理大量的信息，包括查閱資料和手冊，這是一個極其耗時又需要極大的耐心的工作。國外曾有人做過試驗，將一個最簡單的零件交給四個具有不同經(jīng)驗的工藝人員設(shè)計工藝規(guī)程，結(jié)果得出四種不同的工藝設(shè)計方案；2）手工工藝設(shè)計設(shè)計效率低下，存在大量的重復(fù)勞動；3）手工工藝設(shè)計不便于計算機對工藝技術(shù)文件進行統(tǒng)一的管理和維護；4）手工工藝設(shè)計不便于將工藝專家的經(jīng)驗和知識集中起來加以區(qū)分地利用；5）當(dāng)代機械制造領(lǐng)域中，由于新工藝新技術(shù)的飛速發(fā)展，社會需求趨向多樣化。多品種小批量生產(chǎn)的企業(yè)大量加，尤其是化工容器制造行業(yè)更是如此。 計算機輔助工藝設(shè)計的優(yōu)勢顯然，傳統(tǒng)的手工工藝設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足日趨激烈的市場競爭和社會需求多樣化。應(yīng)用計算機輔助工藝設(shè)計的必要性已被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識，選取一個適宜本企業(yè)生產(chǎn)及管理環(huán)境的CAPP系統(tǒng)不但能充分發(fā)揮計算機輔助工藝設(shè)計的優(yōu)越性，更能為企業(yè)數(shù)據(jù)信息的集成及管理打下良好的基礎(chǔ)?？偨Y(jié)起來，在企業(yè)中實施CAPP 的益處主要表現(xiàn)有以下幾點：[813]1) 縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量 應(yīng)用CAPP技術(shù)將縮短設(shè)計周期，對修改和變更設(shè)計快速做出響應(yīng)；工藝人員的經(jīng)驗?zāi)軌虻玫匠浞值姆e累和繼承；減小編制工藝文件的工作量和產(chǎn)生錯誤的可能性并為建立計算機制造系統(tǒng)打下基礎(chǔ)2) 規(guī)范工作、優(yōu)化生產(chǎn)過程企業(yè)通過深入、廣泛地應(yīng)用CAPP技術(shù)，可以將工序名稱、標(biāo)準(zhǔn)文件、使用說明等歸納總結(jié)為常用術(shù)語，并實現(xiàn)入庫管理，工藝員在設(shè)計工藝時可進行動態(tài)檢索選取或約束選取。 3) 動態(tài)技術(shù)支持、實現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計； 借助于CAPP的動態(tài)關(guān)聯(lián)知識庫功能，工藝人員在設(shè)計工藝時可以隨時查詢、利用知識庫中已有資源；同時，利用系統(tǒng)的動態(tài)知識獲取技術(shù)可將典型工序、工裝設(shè)備等數(shù)據(jù)隨時入庫，以供其它工人藝人員或其它工藝使用，同時也可檢索其它分廠的資源配置狀態(tài)，為工藝設(shè)計提供可靠依據(jù)；另外，對于跨分廠的混合加工工藝規(guī)程可分開并行編制，然后由系統(tǒng)進行按需合并。工藝信息匯總也變得簡便易行，數(shù)分鐘內(nèi)就可統(tǒng)計生成各種所需清單，而從前需幾個月才能整理出來的數(shù)據(jù)現(xiàn)在只需幾個小時便可統(tǒng)計出來，極大地提高了信息獲取速度。 CAPP的基本原理和設(shè)計方法 CAPP的基本原理CAPP是計算機輔助工藝設(shè)計的簡稱，是應(yīng)用計算機輔助制定工藝規(guī)劃。利用計算機的快速性和穩(wěn)定性，CAPP系統(tǒng)不僅可以有效的提高工藝規(guī)劃的效率，并且有利于工藝規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)化。與傳統(tǒng)的工藝規(guī)劃概念相比，CAPP系統(tǒng)不只局限于定義每個零件的加工次序及相關(guān)參數(shù)，它還關(guān)系到整個產(chǎn)品生命周期中的其它重要環(huán)節(jié)，比如，產(chǎn)品設(shè)計的可制造性評價，新工藝的研制，設(shè)備布置，生產(chǎn)管理等，有著廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)CAPP的工作原理可以將其分為派生式、創(chuàng)成式和綜合式三種類型。一個新零件的工藝規(guī)程是通過檢索系統(tǒng)中己有的相似零件的工藝規(guī)程并加以篩選或編輯而成的。從設(shè)計角度看，與常規(guī)工藝設(shè)計的類比設(shè)計相同，也就是用計算機模擬人工設(shè)計的方式，其繼承和應(yīng)用的是標(biāo)準(zhǔn)工藝。這種類型的CAPP系統(tǒng)比較容易實現(xiàn)，是目前企業(yè)中應(yīng)用較多的一種，但是相對來講專用性強，沒有柔性。2) 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝規(guī)程是根據(jù)程序中所反映的決策邏輯和制造工程數(shù)據(jù)信息生成的，這些信息主要是有關(guān)各種加工方法的加工能力和對象，各種設(shè)備及刀具的適用范圍等一系列的基本知識。向創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)輸入待加工零件的特征信息后，系統(tǒng)能自動生成各種工藝規(guī)程文件，用戶不需修改或者略加修改即可。從理論上講，這是一種理想的工藝設(shè)計系統(tǒng)，但是由于目前知識表達和領(lǐng)域知識的獲月等問題還沒有得到很好的解決，再加上工藝過程設(shè)計本身應(yīng)用背景多變的特點，目前還沒有非常理想的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)出現(xiàn)。從上面的敘述可以看出，派生式CAPP系統(tǒng)和創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)各有自己的局限性:派生式CAPP系統(tǒng)必須有樣板文件而導(dǎo)致適用范圍小，只能針對某些相似零件簇產(chǎn)生工藝文件，而在一個企業(yè)中這種零件只是一部分，那么其它零件的工藝文件就無法用派生式CAPP系統(tǒng)解決；創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)雖然基于知識庫和邏輯推理自動生成工藝文件，但需輸入全面的零件信息，包括工藝加工的信息。因此，在實際應(yīng)用中，往往將派生式CAPP系統(tǒng)和創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)揉合在一起，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，使CAPP系統(tǒng)具有更多的功能和更強的適應(yīng)性。[1519] CAPP的發(fā)展在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用 CAPP的發(fā)展歷史對CAPP技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代末。國內(nèi)對CAPP技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代初，最早的CAPP系統(tǒng)是同濟大學(xué)的派生式TOJICAPP系統(tǒng)和西北工業(yè)大學(xué)的創(chuàng)成式CAOS系統(tǒng)。當(dāng)前開發(fā)的CAPP系統(tǒng)大多是綜合式（Hybrid）系統(tǒng)，即綜合利用兩種以上的CAPP系統(tǒng)模式開發(fā)的系統(tǒng)。 CAPP技術(shù)從開始研究發(fā)展到目前已經(jīng)有40多年的歷史，這期間人們?yōu)榱嗽O(shè)計開發(fā)出實用的、柔性的、能很好的將個性化很強的工藝過程設(shè)計本身的復(fù)雜性、經(jīng)驗性同計算機輔助所能帶來的自動化、網(wǎng)絡(luò)化結(jié)合起來而投入了大量的人力物力，并且也取得了一定的成果，大量的采用新技術(shù)的CAPP系統(tǒng)都得到了研究和應(yīng)用。從國內(nèi)的應(yīng)用情況來看，以派生式CAPP系統(tǒng)居多，其主要原因是正在開展或準(zhǔn)備推行CAPP的工廠大多為幾十年以上的老廠，產(chǎn)品類型比較固定，發(fā)展方向明確，并在多年的生產(chǎn)中積累了一定數(shù)量的切實可行的、穩(wěn)定的產(chǎn)品工藝，在此基礎(chǔ)上通過整理和完善，可以制定出派生式CAPP系統(tǒng)需要的產(chǎn)品典型工藝和確定各工藝要素的規(guī)則知識。[2023] CAPP的發(fā)展趨勢經(jīng)過30多年的研究與發(fā)展，結(jié)合整個制造業(yè)信息化的形式，目前CAPP系統(tǒng)的研究方向主要集中在智能化、柔性化、集成化和并行化等方面。以上所述各研究方向都可以用Web技術(shù)方便的實現(xiàn)。由此可見，基于網(wǎng)絡(luò)的CAPP系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用是必要的和必然的趨勢。早期研制的CAPP系統(tǒng)主要集中在機械加工方面，以焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程為主的CAPP系統(tǒng)還有待開發(fā)[43，51]。國外，80年代中期陸續(xù)研究開發(fā)了焊接工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫、焊接工程數(shù)據(jù)庫，焊接工藝選擇專家系統(tǒng)，焊接成本計算專家系統(tǒng)，焊接工藝設(shè)計專家設(shè)計系統(tǒng)等。我國對計算機在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用工作始于80年代末[11]，對焊接結(jié)構(gòu)件CAPP系統(tǒng)的研發(fā)還處于起步階段，見諸報道的都是為特定企業(yè)的特定產(chǎn)品甚至零部件開發(fā)[41]。隨著焊接制造技術(shù)的發(fā)展，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的焊接工藝評定編制方法和手工編制焊接工藝方法，無論在質(zhì)量、周期、效益等方面都存在尖銳的矛盾[43]。不能及時地向生產(chǎn)部門和工藝部門提供完整、統(tǒng)一、科學(xué)的工藝技術(shù)文件，制約了生產(chǎn)計劃和供應(yīng)計劃。c）工程技術(shù)人員要做大量的煩瑣、重復(fù)性勞動，主要精力和時間消耗在編寫工藝文件上，無法將精力致力于新工藝開發(fā)利用。作為工業(yè)生產(chǎn)中最重要的材料成型方法之一，焊接的應(yīng)用遍及了航天、造船、化工、電力、建筑、汽車、微電子等領(lǐng)域，其質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的性能與安全，其成本也在較大程度上影響到產(chǎn)品的最終成本。為了能夠提高焊接接頭的質(zhì)量和性能，一個至關(guān)重要的因素是正確地選擇焊接參數(shù)，制定正確的焊接工藝，并嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝[44]。很長一段時間以來，焊接工藝的編制與管理主要靠傳統(tǒng)的手工方式完成。因此，國內(nèi)焊接工作者們早在20世紀(jì)80年代后期就在焊接工藝設(shè)計與管理中引進了CAPP技術(shù)[11]。從現(xiàn)有的資料來看。 Webster Engineering美國Weld AssistantKuhne Cary and Printy美國Steam PipeMarchwood Engineering Lab美國WeldexTechnical University of Berlin德國SAWship buildingenvironmentQueen University of Belfast英國Weld SchedulerBabcock and Wilcox美國Expert Robot WeldingSystemSicard and Levine美國WeldgenTWI英國國內(nèi)有關(guān)WCAPP的研究開始于80年代，研究較早的單位有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)等。[38]從以上特點可以看出，化工容器的制造工藝、