基于知识集成的CAPP系统，是将企业的企业中个人的、集体的、行业的知识和技能进行收集、整理、归纳，然后将这些工艺知识发送到需要的地方去，帮助企业实现工艺知识的重复使用。目的是将最恰当的工艺知识在最恰当的时间传递给最需要的人，帮助它们做出快速、准确的工艺工作。一方面，基于知识集成的CAPP系统强调工艺知识的积累、集成共享，因为工艺知识是实现工艺设计的基础，工艺知识的共享才能使工艺知识创造更大的价值，知识共享是体现工艺知识的价值的关键所在；另一方面，工艺知识具有动态性，是不断更新、丰富的过程，这就需要基于知识的CAPP系统对工艺知识进行管理，不仅要对已形成的工艺知识进行管理，还要对知识的形成过程进行管理。
本文针对面向知识的Capp集成系统的设计进行研究，论述了基于知识集成的Capp系统的框架设计、数据结构设计、系统功能设计及工作流程设计等，通过基于知识集成的工艺设计系统的应用，系统在设计过程中吸纳工艺设计人员的工艺设计习惯和企业工艺设计标准，能够显著减少工艺设计中工作量，最终提高产品快速制造能力。
1 系统框架
基于知识集成的CAPP系统利用计算机技术、数据库技术，以工艺知识资源库为核心，以交互式设计、派生式设计和智能式设计为基础，集成工艺知识库管理、工艺文件格式化输出和工艺上传审批等模块，提供与AutoCAD绘图软件以及Office文档软件的集成接口，并与PDM有效集成，充分利用PDM的用户权限管理模块、工作流程管理，是集工艺设计与工艺管理于一体的应用系统，集成系统体系结构如图1所示。
图1 基于知识的工艺设计集成系统体系结构
2 CAPP系统的数据交互设计
基于知识集成的CAPP系统是以网络和数据库为基础，提供面向多任务和多用户的并行工艺设计环境。基于知识集成的CAPP系统的数据结构如图2所示。
图2 基于知识集成的CAPP系统数据交互
基于知识集成的CAPP系统对知识分类，并进行知识的提取和存储：从工艺设计手册提取各种工序简图标注知识（包括尺寸公差、形位公差等），存储在本地；从工艺设计师或者工艺专家以及特定的工艺数据中获取经验性知识和规则性知识，表示为决策规则知识，存储在本地；从工艺文档中提取实例性工艺知识和常用的工艺术语，表示为典型工艺、典型工序和工艺术语，提交到服务器；从企业标准、企业规定中提取约束性知识，表示为技术文档，存储在本地；从工序简图中提取典型的工序简图，通过AutoCAD ActiveX技术实现典型工序简图的参数化设计。利用PDM平台使各种知识和相关数据高度集成和共享，为工艺设计方法提供知识支持，提高工艺设计效率。
3 CAPP系统的功能框架设计
基于知识集成的CAPP系统分为以下几个功能模块：制造资源管理、工艺知识库管理、工艺设计及工艺文件管理。每个主要功能模块再细分为若干子功能模块，系统的主要功能模块如图3所示。
图3 基于知识的CAPP系统功能结构
(1)制造资源管理，提供制造资源库管理子系统，内置常用的工具库、量具库、设备库、材料库等，允许用户自由扩展，建立有自身特色的资源库，在工艺设计时，作为工艺知识引用；
(2)工艺知识库管理，能够通过典型工艺、典型工序、工艺术语和典型工序简图子系统以及常用的技术文件对企业的工艺知识不断扩充，不断的积累工艺设计经验和数据；
(3)工艺设计，以知识库为核心建立交互式、派生式和智能式工艺设计方法。总结归纳出小口径炮弹领域内的专家知识，利用DEST专家系统开发工具建立工艺路线知识工程，实现智能式工艺设计中工艺路线的智能设计；
(4)工艺文件管理，通过与PDM集成，完成工艺审核、工艺文档管理及工艺知识共享；采用个人工作区，方便工艺人员对工艺文件及工作流程进行查看。
4 CAPP系统的工作流程
基于知识集成的CAPP系统的工作流程如图4所示，用户首先从PDM用户信息库中读取用户信息登录基于知识集成的CAPP系统，从PDM客户端查看工艺任务后从交互式工艺设计、派生式工艺设计、智能式工艺设计中选择一种合适的工艺设计方法在工艺知识库的辅助下进行工艺设计，设计完成后通过工艺输出系统将工艺信息进行整合输出到word文档中，并与相关工艺数据共同提交到PDM平台，在事先定义好的审核流程进行工艺审核，通过则提交到PDM库中，否则重新设计；通过的工艺可以进行申请典型工艺审核，不断积累企业的典型工艺知识；用户还可以将通过的工艺和典型工艺中的工序进行申请典型工序审核，以备在工艺设计中将一条工序整体引用。
图4 基于知识CAPP系统流程图
5 结束语
综合上述分析，我们知道，该系统的成功开发，可以为企业的生产带来以下帮助：
(1)能够为各用户提供工艺设计资源，各用户围绕统一的产品信息关系模型进行工艺设计的各项工作，实现系统内部各用户之间的信息共享和集成。
(2)针对企业多品种小批量生产且新工艺不断增加的实际情况，建立了以交互式为基础，结合派生式和基于专家系统的智能式的工艺设计方式。
(3)实现了对知识分类，对公共制造资源、用户提交的零件典型工艺库、零件典型工艺方案、工艺术语、典型工序简图、工艺文件文档等进行有效管理，完成知识的动态管理，实现知识的不断扩充和积累。
(4)实现对工艺设计结果进行统一的管理，通过与PDM集成，利用PDM工作流和结构配置模块实现工艺文档的上传、校核、审查、审核、标准检查、审定、批准，实现工艺数据的共享。
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本文标题：面向知识的CAPP集成系统的设计
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