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山东理工大学硕士学位论文面向大规模定制生产的工艺快速设计的研究姓名：张国海申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：邢建国;魏志强2002.5.1 山东理r人学坝{：学位论义摘要面向大规模定制生产的工艺快速设计的研究专业：机械电子工程研究生：张国海指导教师；邢建国教授摘要随着信息技术、计算机技术、各种先进制造技术的应用和发展以及全球统一市场的形成，市场需求趋向多元化、个性化发展，制造企业面临更多更强大的竞争对手，大批量生产中的刚性的高度自动化生产线，不能适应用户对产品多样化需求。大规模定制生产(MC)，根据每个用户的特殊要求，用大规模生产的效益完成定制产品，实现用户个性化和大规模生产的有机结合。传统的工艺设计系统已不能适应新的生产：模式下复杂多变的制造环境，提高设计的快速I桐应能力是大规模定制生产对工艺设讨技术提出的迫切要求。-本文较为系统地研究了大规模定制生产下工艺快速设计的方法，将基于实例的推理方法和特征技术结合起来，利用以解决问题的答案解决新问题，充分利用了企业的成熟资源，实现工艺的快速设计。在此基础上，丌发了集成化的CAPP系统。主要研究内容及成果有：1)以特征技术为基础，将零件的工艺信息集成到几何信息中，实现：【艺、几何信息的集成，建立了适应工艺快速设计的面向制造的信息模型；2)根据层次性思想及相似性的基本属性，利用成组工艺，提出了适应工艺快速设计的层次模型：3)结合BOM技术，构造了BOM视图映射框架工具平台，在适应CAD／CAM网络化要求的基础上，实现对产品的项目管理功能，为整个企业产品设计、制造、管理的信息集成奠定基础；4)利用CRB方法，对现有工艺进行变型设计，实现工艺的快速设计，对工艺修改提出了具体的实现算法。5)丌发了集成化、工具化、实用化的CAPP系统，利用MIDAS技术丌发C／S／S物理三层管理系统，以适应网络化的要求。关键词：特征模型，大规模定制生产，变型设计，物料清单 山东挫T人学坝：l一学位论文ABSTRACTTheResearchofRapidProcessPlanningforMassCustomizationSpecialty：EngineeringofMechatronicsMasterCandidate：GuohaiZhangSupervisor：Prof．JianguoXingAbstractWiththeapplicationanddevelopmentofcommunicationtechnique，computerscienceanddiversifiedmodernmanufacturingengineeringaswellastheformofunitiveglobalmarket，highlyautomaticproductlinefortraditionalmassproductiondocsn’tmeetthediversiformdemandtoproductionoftheconsumers．Masscustomization(MC)aimsatproducingcustomizedproductstomeetindividualcustomer’sneedswithmassproductionefficiency．Withproductivemanufacturingmodelchangingfromlarge—scalemodetoMCmode，conventionalCAPPsystemcouldnotfittomultivariatemanufacturingenvironnlentanylonger．TheabilityoffastresponseistheinsistentrequirementoftheMCmanufacturemodeonCAPPInthisdissertation，themethodofrapidprocessplanningforMCwasstudiedsystematicallyaccordingtocasebasedreasoning(CBR)andfeaturetechnic．TherapidprocessplanningwascarriedoutbyusingtheresultoftheresolvedcasesandtheexistingresourceAcompositiveCAPPmanagementsystemofClient／SerVer／Server(C／S／S)frameworkwasdeveloped．Byencapsulatingmanufacturingandplanningdata，theinformationmodelmanufacture-orientedadaptedtorapidprocessplanningwassetup．Withthediscussionofapplicationmodeofgrouptechnology(GT)，thelayeringdesignmethodofprocessplanningwasputforward．ThismethodwasappliedtodifferentlevelofproductmodelinganddifferentpartsAflamefacilitymoduleofBOMviewwasconstructedaccordingtoBOMtechnicThemoduleactualizestheadministrantfunctiontoproductionandestablishestheelementsofinformationintegrationofprocessplanning，manufacturingandmanagementThesoftwarewaswritteninDelphi5．0usingMIDAStechnic．KeyWords：featuremodel，masscustomization，variantdesign，BOMll 1．1引言第一章绪论20世纪80年代以来，随着信息技术、各种先进制造技术的应用和发展以及全球统一市场的形成，制造业市场由过去相对稳定演变成动态、多变、难以预测。市场竞争出过去相对狭小的区域性竞争发展成为全球范围内的广域竞争，企业生产的产品只有满足个性化的用户需求彳+能赢得用户，这种需求驱使产品的生产批量越来越小，致使传统的大规模生产模式已经无法适应快速多变的市场的需要。大批量生产中的刚性的高度自动化生产线不能适应用户对产品的多样化需求。在新的市场环境中，企业需要一种新的生产模式：能够以大规模生产的效益(包括低成本和短交货期)进行定制产品的生产。大规模定制生产MC(MassCustomization)正是这样一种新的生产模式，它根掘每个用户的特殊需求，用大规模生产的效益完成定制产品的生产，从而实现用户的个性化和大规模生产的有机结合。由于它能够以过去不可思议的模式来满足当今市场的要求，所以正在逐步成为信息时代企业的重要生产模式之一。1。2大规模定制生产模式1993年，美国哈佛大学的B．JosephPine1I系统地阐述了大规模定制生产(MassCustomization)的概念，并与D．M．Anderson论述了为大规模定制生产开发敏捷产品的问题。大规模定制生产是成组技术(GroupTechnology，GT)在信息时代的一种新模式或新的体现。1．2．1大规模定制生产的问题描述及解决方案特点大规模定制生产企业的最终目标在于将客户需求转化为产品的物理结构。因此，大规模定制生产中的主要问题便是如何基于企业中的标准化、规范化资源，在时J’白J、质量、成本、服务、环境与灵活性等条件的约束下，经过新产品形成过程和订单产品制造过程向客户提供满足其个性需求的定制产品。在客户需求物化为产品物理结构的过程中，产品模型及与其相关的管理策略的建立是大量定制生产取得成功的关键。与大批量生产和定制生产相比，在产品规划阶段大量定制生产问题的解决方案呈现以下主要特点。●产品信息的完备定义 一个产晶的形成过程一般经过需求分析、功能设计、原理方案设计、结构设计、工艺设计及自Hz_g,J造等著干环节，如何完备地描述产品征这些阶段中的信息并保持这些信息问的一致性是大量定制生产企、Ik能否根据客户订单，快速生产出满足客户需求的产品的关键。●产品资源的标准化和规范化定义产品资源的标准化和规范化定义剥于天规模定制生产企业快速nlajs盘客户需求、赢得市场竞争具有重要的意义。符合标准化、娩范化定义的产晶资源。一方面在企业中有成熟的入力资源、生产资源可班保证对疲产品设计静顺利实现；舅一方孺。也是缩短产晶土蠡时阚、降低产品成本、提高产品鹱量的根杰保证。●产晶瓷源躲_可霉爝在4≈应客户新的订单孵，聪企业已有资添瓣重用无疑楚傈涯这一订单快速实现的校泰。前述的产品资源标准化、规范化积完备性定义是保涯产品舞源可重用的先决条鞘·。产品爨源的重用，|j5I包括了已煮零部件陶纸、模型、工艺蜒划结果的矗接重用，也包括，设计人员头瓞qlX,l这些嘲题的螂决缀鹱、思路的闽接重翔；既包含了功能、解原理、结构雏领域内信息的重用，也包禽从功能定义到解艨理定义，愿到结|匀定义的整个映剩过程的重用。●产品数据管理及过程管理教略随着各种CAx系统在制造企业-Iqq"J)～泛应用，这些系统产生的大量异构数掘已经成为实现企业信息集成的瓶颈。为了重剧企№资源和快速响应市场需求，需要列产品仝‘I：裔周期的所有数攒及相关过程进行统一、有效的管理。在台理的产品数据管理及过程管琏策略的支持下，采用产品数掘管理(PDM)系统，建立跨功能的产品开发设计环境，可以使设计人员能够恢速找到所需的讵确的产晶信息，按照一定流柠，实现产品的快速§0嚣，向客户提供满意的定制产品。1．2．2大规模定制生产酶应用技术fl，敏捷产品开发妻鞋何快速响应用户订擎已经成为信息环境下传统制造企业辑藤蝎躲生死攸关的离题。产=晶的设训玎发阶段已经成为快速H自应用户订单的关键，因此，敏捷产晶设计开发足人规模定制生产的关键技术。面向大规模定制的设计方法(DFMC)是在现确殴计方法基础上发展而米，它继承了大批量生产的设计方法中仍然能够使用的方法，如模块化设计、标准化、规范化、并行设计等，又对一些不符和要求的设计方法在流程和具体做法上有～定的改进和提高，形成一种符合新范式要求的耨型漫许方法。面向大规模定制的设计方法主要包括：谣向产=晶旗的没计、楼块化设引、后延设蟊、配置没训、标准化、规范化。2 山东理工大学硕●：学位论文第一苹绪论(2)业务过程工程业务过程工程(BusinessProcessEngineering，BPE)根据企业的战略目标和企业文化，重新设计和优化企业的业务过程，为客户刨造更大的价值，并通过信息技术的使用和持续的过程改进，实现企业的持续发展。业务过程工程主要内容包括业务过程重组(BusinessProcessReengineering，BPR)和持续的过程改进(ContinuousProcessImprovement，CPI)。业务过程工程的目标和措施：增强企业核心能力、优化组织结构和业务过程、成本和时间的最小化、面向业务过程的IT支持系统、数据和功能的集成、建立适当的成本控制系统。(3)质量功能部署面向产品族设计指设计过程中通过对已有大量顾客需求，结合预测的需求的分析，不再仅仅考虑一种产品的设计实现，而是结合产品族中拟采用的定制方法提取变型参数，同时对一族产品进行设计的方法，其没讨。结果形成可变型的产品模型，为快速设计阶段进行产品配置，针对单个客户需求进行设计实现提供基础。成功的产品族的获得需要对现有的客户需求进行系统的分析。在DFMC的产品族定义中，以质量功能部署(QualityFunctionDeployment，QFD)的方法为核心，进行适当扩展，对客户需求与产品的功能模块之间的关系进行整理，将客户对产品外观、功能、性能、交货期、价格等方面的需求转化为剥其实施管理和控制的工程参数(如产品功能、性能参数和可靠性等量化指标)和生产管理参数(如产品开发周期、生产周期和产品总成本等)，从而对产品的定制方法和需定制的模块做出明确的定义。(4)模块化产品在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求。模块能够用来组合成不同的产品，而促进设计重用，节省设计成本，因此成为大规模定制设计的核心技术。产品模块化的关键在于：模块的划分和提取、模块的标准化和规范化、模块的数字化定义。(5)供应链管理进入90年代，供应链管理逐渐受到重视，它跨越了企业的围墙，建立的是一种跨企业的协作，以追求和分享市场机会。供应链管理覆盖了从供应商的供应商到客户的客户的全部过程，包括外协*oPl-购、制造分销、库存管理、运输、仓储、客户服务等。随羞涉及的资源、环节的增加，对供应链的管理就变得十分复杂，信息技术是监控供应链所有环节的重要条件之一。研究供应链的管理方法和关键技术，与企业管理软件系统相结合，形成大规模定制生产模式下供应链管理的一个完整的解决方案。(6)产品数据管理产品数据管理(ProductDataManagement，PDM)是DFMC产品建模、产品数字化预装配、产品分类管理和产品过程管理的集成框架。面向MC的PDM系统实施的目标可概述为：基于DFMC方法，建立有效产品技术资源分类、检索和查询机制，标准化、规范化地管理产品设计丌发和制造过程的数掘、工作流，构造技术的和信息化的DFMC 山东理工人学硕I：学位论文第一苹绪诧保证体系，有效重用企业成熟的技术资源，高效率、低成本、高质量进行产品全生命周期活动。面向MC的PDM系统的主要功能要求如下：产品技术资源的分类管理、产品技术资源的编码管理、全生命周期的产品数据定义和管理、产品配置管理、产品过程管理、应用集成接口。(7)基于Internet／Intranet的产品信息资源共享随着通讯技术的不断进步和Intemet的迅猛发展，全球化制造时代已经到来。在这种背景下，基于网络合理地利用大范围内的资源，进行产品设计丌发，已经成为设计领域的发展趋势。因此，充分利用Intemet网络所带来的资源和信息方面的优势，通过网上资源的传递与共享，在可变型产品模型的基础上，快速进行产品设计制造，不仅是必要的，而且是可行的。综上所述，大规模定制生产模式可以概括为：产品设计模块化、产品制造专业化、生产组织和管理网络化。大规模定制生产模式的企业面对的是动态多变的资源，决定了企业按照客户的具体需求组织生产，企业主要的业务活动是生产订单产品。除此以外，从长远战略目标出发，企业还应从市场中抓住机遇，迅速丌发新产品，主动占领市场，这样才能保证在激烈的市场竞争中立于不败之地。可见，定制生产企业中存在新产¨口[21丌发过程和订单产品制造过程两种生产活动，二者都要求企业具有快速响应能力，面对瞬息万变的市场环境，要求企业具有高度的灵敏性，能抓住稍纵即逝的机遇，不断迅速丌发新产品，以吸引顾客，变被动适应用户为主动引导市场。在这种时代背景下，市场竞争的焦点又转移到速度上，快速提供更高性能、价格比产品的企业将具有更强的综合竞争力，因此实施“快速响应工程”，适应市场环境的变化和用户要求，缩短产品丌发周期、降低产品成本、提高产品质量已成为企业生存和发展的关键。1．3适应大规模定制生产的快速响应工程1．3．1快速响应工程的含义实施“快速响应工程”可以使企业具备从捕捉产品信息到及时投放市场的全面快速响应能力，主要内容包括以下几个模块：(1)建立快速捕捉市场动态需求信息的决策机制：(2)实现产品的快速设计：(3)追求新产品的快速试制定型；(4)推行快速响应制造的生产体系；为了提高快速响应能力，企业首先应该能迅速捕捉复杂多变的市场动态信息，并及时做出正确的预测和决策，以决定新产品的功能特征和上市时间，明确了新产品的项目 以后，实现快速设计就成为重要的一环。据统计，工程设计的费用虽然只占产品最终成本的一小部分(不到lO％)，但往往决定了它的80％以上的制造成本，而且还决定性地影响产品的性能和交货期。现代机械产品由于用户的要求越来越高，产品结构日益复杂，科技含量愈来愈高，所以使得产品的开发周期日趋延长，如何解决好产品市场寿命缩短和新产品开发周期延长的尖锐矛盾，已经成为决定企业成败兴衰的生死攸关问题。为了实现快速设计，提出了CE(并行工程)、DFX(面向制造、装配、检验、质量、服务等的设计)、CSCW(计算机协同工作支持环境)和功能分解组合的设计思想。实施快速响应工程，可以及时交货，争先抢占市场，缩短制造时间和消除各种浪费而降低制造成本，加快产品更新换代而向市场大量提供质量更高、价格更低的高性能产品，大大提高了企业的综合竞争力和持续发展的生命力。1．3．2实现快速响应的策略企业实现快速响应市场的关键，是有效利用各种信息资源。任何产品和产品的制造系统均有物质、能量和信息三大要素组成。随着以信息技术为中心的科技革命浪潮的来临，第三大要素——信息后来居上，成为主宰社会生活和生产活动地决定性因素。首先，在许多现代化产品(尤其是信息产品和机电产品)中，凝集着信息(知识)的软件成为产品的重要组成部分，产品的智能化程度越高，这部分的比重就越大。其次，在产品的制造过程中，也直接需要使用各种信息，包括产品信息和制造信息两大类。产品信息指为了『F确设计产品和确切描述产品特征所需的信息，包括产品的几何形状、尺寸、精度、材料，以及各种规范和技术知识等；制造信息指为了进行某一步制造过程，以获得能满足预定要求的产品所注入的各种信息，包括工艺信息和管理信息。最后，产品中的间接信息，指的是包含在产品硬件部分的材料(以及标准和外购零部件)和制造过程中所需的能源中的信息。由此可见，随着科技水平和深加工层次的提高，产品的科技含量也提高。产品的科技含量越高，信息对产品的交货期、质量和成本的影响也就越大，高质量的产品意味着高性能、高质量和高价值。信息及其载体(如图纸、图像、文件、资料、软盘等)同硬件(材料、能源)相比，具有能量级小、存储性好(体积小、重量轻)、渗透力强(传播迅速)、处理方便(加工容易)的特点。此外，信息还有一个非常重要的优点——共享性佳。利用现代计算机和通信技术所提供的对信息的高度存储、传播和加工能力，采取两种策略达到使企业能快速响应市场的目的。一、重用产品信息资源；二、虚拟制造过程。企业在长期的生产活动中，积累和蕴减了大量的产品信息(图纸、文件、数据、经验、标准、规范等)，对这些信息进行充分挖掘和科学充足，成为有用的和便于重复利用的产品信息资源，将这些信息资源存储在庞大的数据仓库中，有效支持对市场的快速响应，实现快速响应尤其是快速设计。 实施快速响应工程，产品设计是重要的一个环节。通过变型设计，即对成熟产品的变型设计，充分利用企业的产品信息资源，最大限度地控制新零件的种类和数量，在加快整个生产周期的同时，有效的控制成本和保证质量。快速响应策略的要点：①重组企业工作流程，将开拓市场的创新产品开发与满足当前市场需求的变型产品设计区别开来，用变型设计快速响应市场需求：②重组企业产品信息，使企业在设计开发中积累的技术资料转变成信息资源，尽量利用已有的成熟零部件设计新产品，组成尽可能多的变型系列新产品；③建立集成的关系型产品模型和跨功能的并行工作环境，采用基于实例推理的智能技术，通过产品结构的重组，支持快速变型设计。1．4CAPP技术研究现状分析1．4．1CAPP国内外研究和开发概述CAPP起源于60年代中期，1965年，Nibel首次提出了利用计算机快速和一致性的优点来编制工艺的思想。1966年，美国普渡大学(PurdueUniv．)的Schenk在他的博士论文中探讨了“自动工艺设计的可能性”，次年，挪威推出了派生式系统AUTOPROS。70年代以后，计算机软硬件技术迅速发展，导致了计算机技术在制造业中的广泛应用，推动了CAPP技术研究与应用的广泛开展。最早出现的CAPP系统是检索式(Retrieval)系统。70年代初，随着成组技术(GroupTechnology，GT)在机械制造中的广泛应用，产生了派生式(又称变异式)(Variant)CAPP系统。国外著名的AUTOPROS、CAPP-CAM—I、AUTOCAP系统等即为派生式系统的典型代表。70年代中后期，美国普渡大学的Wysk博士提出了基于“逻辑算法+决策表”进行工艺决策的创成式(Generative)CAPP的概念，并开发出了一个原型系统APPAS，CAPP的研究进入了一个新阶段。进入80年代后，以专家系统(ExpertSystem．ES)为代表的人工智能技术在CAPP研究与系统开发中得到广泛应用，促进了基于知识(Knowledgebased)的(或智能化CAPP—IntelligentCAPP)系统的产生与发展。目前已有数百套基于ES的CAPP系统问世，较为著名的有GARI、TOM、XCUT、XPLAN、EXCAP、SⅢP、KAPLAN、K-BASE、ESTPAR、TVCAPP等。随着基于ES的CAPP的研究开发，人们很快认识到基于ES的系统存在的缺陷。为了解决这种缺陷，出现了：(1)综合应用专家系统与派生方法来进行工艺决策的半创成式(Semi．Generative)CAPP系统，如CADEXCAP、COMPLAN、RDCAPP、SMT、TAB、TAMCAM等；(2)应用人工神经网络进行工艺决策的CAPP系统；(3)基于实例推理(CBR)的CAPP系统和(4)综合应用各种决策方法的综合式(Hybrid)系统。6 山东理工大学硕士学位论文第一覃宝}}论基于实例的推理(CBR)方法是Schank提出的一种利用事物的相似性进行相似或类比推理(Anak}giealReasoning)的方法，是近年来人工智能领域出现的一种新兴推理技术。其核心在于采用过去实际中应用的实例和经验来解决新问题，它以蕴涵问题域中经验决策知识的实例为基础，直接利用以往的设计结果(相似实例)进行推理。CBR不需要清楚地知道过去是如何解决问题进行决策的，只需要检索与当前问题相似的实例来解决当前的问题，因此CBR尤其适用于解决问题所需要的领域知识难于获取或难于表达的情况。工艺设计中主要依据工艺专家的经验知识来制订零件的加工工艺，有些经验知识蕴涵着工艺专家的创造性思维，往往很难抽取并形式化的表达出来，知识获取的瓶径问题一直制约着基于专家系统的CAPP实用化、柔性化程度，由于CBR不需要总结和归纳工艺决策知识，因此可以有效地解决专家系统知识获取的瓶径问题，被认为是比专家系统更适合的工艺决策方法。同时，由于基于CBR的工艺设计不需要从零开始创成工艺，只需要对相似实例进行修改和完善，无疑可以提高CAPP系统工艺生成的效率，这已被Chang的研究所证明。由于工艺实例蕴涵着工艺专家丰富的经验知识，是经过实践检验的成功的工艺设计结果，因此基于实例的工艺设计产生的设计结果能够继承和遗传成功的工艺经验，更符合企业的生产实际，有利于系统的实用化和柔性化。90年代初以来，随着CIMS技术的推广应用以及并行工程、敏捷制造等先进制造哲理与思想的提出，给CAPP的研究与系统开发提出了新的研究课题。以实现cAD／CAPP／cAM、CAPP／PPS集成为目标的集成化CAPP系统成为研究与开发的热点。诸如AUTAP、TIPPS、RPE、CPP系统等是这类系统的典型代表。之后，并行工程环境下的CAPP成为一个新的研究领域。最近，开始出现敏捷制造环境下CAPP的研究探索。与此同时，CAPP系统的应用对象也由传统的机械加工工艺，扩展到冲压、焊接、热处理、铸造甚至服装加工工艺的制订。国内虽然对CAPP的理论和系统开发的研究起步较晚。但是，从事研究开发的机构和人数已远远超过任何一个发达国家，研究水平『F在不断提高，各类CAPP系统不断涌现，以开目CAPP、大恒CAPP为代表的一些商品化软件已出现在软件市场上。1．4．2面向先进制造技术的CAPP技术分析随着先进制造技术的出现和应用，支持先进制造技术的设计方式也得到了广泛的研究。作为中间环节的CAPP同样得到了重视和发展。倪中华根据传统CAPP系统无法适应敏捷制造生产的问题，提出了应用重构技术建立CAPP系统的思想，从三个方面解决系统的适应性问题：1)提供多种零件信息描述方法，以及新特征自定义功能；2)具有用户定制功能的制造资源模型，广义资源库包括行业类制造资源，本地资源库允许用户依据具体环境建立制造资源类型；3)多种形式的工 山东理工大学硕士学位论文第一覃绪论艺决策方式，提供派生式、检索式、半创成式设计方式，增强系统适应性。这些功能模块具有各自的独立的功能，并可重组和重新配置。该方法在一定程度上解决了CAPP系统通用性和适应性问题。EL．Zhao提出了工艺设计的协同代理模型，协同代理系统将任务分配到多个特定子任务代理机上，并由各个代理的协作麸同完成复杂的任务。每个代理拥有自己的知识库和执行特定任务的推理机。所开发的CoCAPP系统由黑板代理(B—agent)、通讯代理(D．agent)和六个功能代理组成，如图1．1所示。协同代理设计方式有效地解决了系统的柔性化、模块化、开放性、集成化、设计并行化问题，用户根据企业制造环境配置功能代理，并能允许定制新的工艺知识和设计方式。图l一1CoCAPP系统协同代理模型张桂芹运用人机一体化原理建立了单件小批生产CAPP专家系统，在工艺设计过程中充分发挥“人件”在系统中的作用，增强了系统的适用性。该系统具有专家系统的基本组成部分，使用模块化结构设计。将系统各模块设计成具有单一功能的小模块，当需要修改和扩展时，只在小模块结构中进行调整即可达到完善系统的目的，提高了系统的扩展性。黄云战等针对C／MS环境对CAPP系统外部信息集成和内部功能集成的要求，提出CAPP系统应具有集成化、框架化的运作模式。在信息集成方面，从设计子系统接收产品信息，实现了基于产品信息模型(PIM)的零件数据和工艺数据的存储和管理，保证了在整个产品生命周期内，信息获取、表示和处理的一致性；在系统的开发模式上，采用框架化的思想，以相应的模块完成特定的功能，达到使工艺设计资源管理、工艺设计方法和工艺数据管理相分离的目的。系统以数据库管理系统为核。tl,，利用部件式模型 (COM)技术、动态数据交换(DDE)技术及动态链接和嵌入(OLE)技术等软件信息集成和功能集成方法，保证系统的适用性、先进性和可扩展性。1．4．3现有工艺设计方式针对工艺快速设计存在的问题针对大规模定制生产下产品多变的制造环境和快速设计的要求，现有的工艺设计仍存在许多的不足：(1)对于支持工艺快速设计，零件信息模型缺乏完备性零件信息模型只包含几何信息和工艺信息，工艺信息仅指精度、材料、形位公差等。这样的信息模型对零件的结构和工艺变型设计来说是必需的，但不是完备的，特征模型、编码模型都是如此。为了支持结构和工艺的快速设计，零件信息模型必需具有继承性、可重用性、完备性的特点，不仅包括几何和工艺信息，而且应包括结构实体的加工方法信息。只有这样，信息模型才能为结构和工艺的快速设计提供信息模块。(2)以整体零件作为相似匹配对象灵活性差现有的工艺快速设计方式大都以零件工艺作为实例，以整体零件为检索目标，如HaoYang、H．C．Chang、蔡力刚、B．Humm。如果零件检索结果无相似实例，则只能通过其它设计方式(如创成式或人机交互方式)生成零件工艺方案，这种工作模式在应用中缺乏灵活性。大多数实际情况是，虽然零件整体上无相似实例，但零件的子结构却存在可匹配的实例。与结构设计建模一样，：[艺信息的重用也应具有层次性，实例的使用也应体现在不同的层次中，这样爿’能充分利用已成熟的工艺，发挥工艺可重用设计的作用，满足定制生产快速设计的要求。1．5论文的主要工作本课题针对大规模定制生产模式，将工艺的快速设计作为研究的重点，探索实现在大规模定制生产下工艺快速设计的实施方案。丌发一种实用化、集成化、工具化，能够提高企业工艺设计水平和效率的CAPP系统，本文的主要工作包括以下几个方面：1．探讨面向制造的零件信息建模，将加工方法和制造数掘封装于特征单元中。特征单元既是零件结构设计的基本模块，又是工艺设计的基本模块，为实现产品的快速设计提供了建模基础。2．建立了适应大规模定制生产特点的工艺快速设计的层次化模型。利用面向制造的BOM视图的特征属性建模，实现从设计特征到制造特征的BOM视图映射。3．应用基于实例技术，实现工艺快速设计。并针对零件的相似性检索，提出了工艺排序新算法。 4．利用Delphi的MIDAS技术，研究开发基于C／S／S模式的工具化CAPP框架系统。论文的总体结构如图1-2所示。簦二主竺笙l’。‘‘—‘———’，％■4“—‘。。’。’。一羔鹜苎三兰苎量三兰奎型堡兰±丝兰苎塞茎j第三章5-艺变型设计的层次模型I基苎查兰曼垒坠丝竺塞翌』蠢-。———二!王!量～璺垄兰墨兰—J图1-2论文的总体结构框图M～啜一向～ 山东理T夫学硕{：学位论文销二章支持T艺变型设计的产品建模2．1引言第二章支持工艺变型设计的产品建模21世纪的制造业将进入到全球竞争的时代，未来的市场趋势要求产品有更短的生产周期、更好的质量和能够让用户满意的价格，面对不断变化的市场竞争环境，自20世纪七十年代以来，为了使制造业适应现代市场的变化和信息化社会的要求，提出了各种现代制造系统的新哲理和新模式，如精良生产(LeanProduction)、敏捷制造(AgileManufacturing)、并行工程(ConcurrentEngineering，CE)、面向产品生命周期的设计(DesignforX，DFX)、虚拟制造技术(VirtualManufacturingTechnology，VMT)、虚拟组织结构(VirtualOrganization)、虚拟企业(VirtualEnterprise，VE)、计算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS)和智能制造系统(IntelligentManufacturingSystem，IMS)等。先进制造技术产生与发展的同时，也推动、促进了制造领域各分支技术的发展，弗对它们的发展提出了新的要求。不同先进制造哲理有一个共同的基本的需求——产品及其形成过程的数字化定义。作为计算机环境下产品定义与表达的产品模型及产品建模技术，是先进制造技术的一项基础性关键技术，它对于实现产品设计／S0造一体化，对于缩短产品上市时问、降低成本、提高产品质量具有重要的作用。本章针对快速响应要求下工艺变型设计要求，建立了面向制造的特征模型，借助于特征单元的封装特性，将加工工艺信息集成在特征模型中。2．2产品模型发展概述从二十世纪五十年代CAD技术的萌芽和六十年代计算机图形学技术的产生开始，人们便丌始了产品模型的研究，先后经历了二维模型、三维几何模型、特征模型，发展为面向产品生命周期的集成产品模型。·二维模型在CAD技术出现之前，二维工程图纸是企业生产过程中产品信息表达的媒介。CAD技术的出现，提供了对产品信息进行可视化表达的手段。其初步应用是将工程图纸上的JL何信息转化为计算机能够处理的二维信息，方便地实现图形生成、修改和，L何信息的传递，这时的几何模型称为二维模型，它是设计、绘图手段的一次革命性进展。由于无 山东挫工人学硕fj学位论文第二二章支持T艺变型改计的产品建模法直观地反映产品空间形状，无法根据各视图直接生成NC指令等缺点，二维模型在实际应用中具有很大的局限性。·三维几何模型三维模型中的线框模型、曲面模型、实体模型代表了三维几何模型由低到高的发展里程。1)线框模型是将一个三维物体描述成一个由一系列反映立体形状的棱线、轮廓线和交线等构成的框架。线框模型只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系，由于它不包含零件的表面信息，不能区分是零件表面的里面还是外面，对零件描述不完整，具有二义性，CAE和CAM等均无法实现。2)进入七十年代，飞机及汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，二维模型和线框模型已无法满足要求，在这种背景下，曲面建模方法首先由法国人提出。随面模型采用曲面块束构造几何对象的表面，曲面块可以是平面、由解析方程式定义的解析曲面或者是由若干平面片或参数曲面片拼接而成的任意曲面，如Ferguson曲面、Coons曲面、Bezier曲面及非均匀有理B样条(NURBS)曲面等。曲面模型只能表达实体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，因此虽然可以基本解决CAM，却无法解决CAE．尤其是其前端处理特别困难。基于此，产生了能够精确表达零件全部属性、存储物体完整三维几何信息的实体模型。3)实体模型可以区分物体的内部和外部，可以表示更高层次的特征信息与拓扑信息。其中的边界表示法(B．rep)和JL何体素构造法(CSG)是目前几何造型系统中最常用的两种造型方法。几何模型以定义和表达产品的fL(oJ形状为核心，由JL何信息和拓扑结构两部分组成。几何信息描述了形体各部分的几何形状及其在空间中的位置，拓扑信息描述了形体各部分之间的连接关系。几何模型虽然能够完整地表达产品的几何及拓扑信息，但它所表达的几何信息缺少工程语义，对非几何信息(如产品的材料、公差及表面粗糙度等)、产晶上的辅助几何元素(如中心线等)以及它们之间的关系无法合理表达。·特征模型三维几何模型只能产生较低层次的几何信息，如点、线、面、基本体素等。无法描述制造、装配等过程中的高层次信息(如精度信息、工艺信息、材料信息、装配需求等)，【习而几何模型无法实现产品信息在设计、制造、检验、装配等环节中的共享。随着人们对缩短产品生产周期的迫切需要和CAD／CAM一·体化技术的飞速发展，1978年，以美国麻省理工学院机械工程系的一篇学士论文((CAD零件的特征表示》为标志，揭丌了特征建模的序幕。特征是一组与零件描述相关的、完整的、相互关联的、有工程意义的信息集合。特征独立于具体应用，没有任何特定的非几何语义，可以分为形状特征、精度特征、工艺特征、材料特征、装配特征、管理特征等多种。以特征为基本建模元素完成产品定义与表达的模型称为特征模型，它扩展了几何模型的表达能力，在自口者的基础上考虑了更多的高层次信息，便于实现产品信息的全局性共享。 山东理工人学顾l‘学位论文第二章支持_[艺变型设计的产品建模特征模型继承了前一代建模方法完善的几何表达能力，着眼于完整地表达产品技术和生产管理信息，使设计人员可以应用特征在更高的层次上从事产品设计，并有效地促进了产品信息在设计、工艺、制造等环节的传递及共享，为建立集成产品模型和开发新-44CAD／CAM集成系统打下了基础。·面向产品生命周期的集成产品模型从几何模型发展到特征模型，体现了人们对零件信息完整描述和表达的不断追求。但几何模型和特征模型的工作对象都是零件，它们对产品的详细设计阶段可以提供完善的支持，体现了一一种自底向上的设计过程。面向产品生命周期的集成产品模型是一种对几何模型、特征模型及其相应建模技术进一步加以综合和扩展，融合了产品设计全过程的完整意义上的产品信息模型。它实现了产品生命周期中的内部描述信息(如产品设计、计划、加工及检验等方面的信息)和外部过程信息(指内部描述信息赖以产生的环境、过程、知识、经验和规则等)的集成，满足了计算机集成制造(CIM)和敏捷制造(AM)环境下对产品信息综合处理的要求。二二维模型、三维几何模型、特征模型和集成产品模型的功能特点对比如表2．1所示。表2-1二维模型、三维儿何模型、特征模型和集成产『镐模型的比较＼』帕E特点-二维三维信fffI面立持支持1r几何竹CAD／CAM伞生命削适心l型类八处理CAMCAE息表达集成期集成CIMS＼功能息表达一维模型●三维线框模型●几何曲面模型●模型实体模型●特征模型●集成产品模型●·一一能够支持该项功能2．3特征技术特征是～一组具有特定属性相互关联的几何形体，是零件形状、工艺和功能等特征信息集的综合描述，它能携带和传送有关设计和制造所需要的工程信息。从设计观点看，特征是由几何和拓扑元素组成的形状特性；从制造的观点看，特征表示与制造相关的形状和技术属性；从构造CAD／CAM集成化产品信息模型的目的出发，从并行工程来看，特征是人们对产品及其零件所关心的部分，是一组与零件的描述相关的信息集合。以特征为基本建模元素完成产品定义与表达的模型称为特征模型，它扩展了几何模型的表达能力，在前者的基础上考虑了更多的高层次信息，便于实现产品信息的全局性共享。 山东理T入学坝I‘学位论文第二章支持工艺变型设计的产品建模特征模型继承了前一代建模方法完善的几何表达能力，着眼于完整地表达产品技术和生产管理信息，使设计人员可以应用特征在更高的层次上从事产品设计，并有效地促进了产品信息在设计、工艺、制造等环节的传递及共享，为建立集成产品模型和开发新一代CAD／CAM集成系统打下基础。2．3．1特征与特征联系(1)特征的分类特征是构成零件的基本信息单元，在设计阶段，设计者用形状特征构建产品的参数化几何描述；在工艺规划时，根据零件的特征信息进行可制造性评价和工艺决策。不同的应用领域和不同的工厂，特征的抽象和分类方法有所不同。特征独立于具体应用，没有任何特定的二lb-JL何语义，从CAD／CAM集成的角度以及满足CAPP的需要出发，可分为：1)形状特征用于描述产品、零件上有一定拓扑关系的一组几何元素所构成的几何形状信息；2)精度特征用于描述产品、零件的几何形状和尺寸的误差信息：3)材料特征用于描述产品、零件的材料成分、物理化学指标、热处理方法与条件及加工工艺性等：4)技术特性用于描述产品、零fl二和特征的性能、工艺要求、功能等信息；5)管理特性用于描述产品、零件和特征的管理信息，例如标题栏中的零件名称、图号、设计者、同期、批量和质量等信息：6)装配特征用于描述零件之J、白J、特征之间的装配关系、装配方向、配合表面、装配顺序、装配工具和装配工艺要求等信息；7)制造特征用于描述零件和特征的加工方法、切削用量、机床、刀具、量具等特征信息。形状特征是描述零件或产品的最主要的特征，很掘形状特征在构造零件中所起的作用不同，可分为主形状特征(简称主特征)和辅助形状特征(简称辅特征)两类：①主特征主特征用来构造零件的基本几何形体。根据其特征形状的复杂程度又分为简单主特征和宏特征两类：1)简单主特征，主要指圆柱体、圆锥体、成形体、长方体、圆球、球缺等简单的基本几何形体。2)宏特征，指具有相对固定的结构形状和加工方法的形状特征，其几何形状比较复杂，而又不便于进一步细分为其它形状特征的组合。如盘类零件、轮类零件的轮幅和轮毅等，基本上都是由宏特征及附加在其上的辅特征(如孔、槽等)构成。宏特征的定义可以简化建模过程，避免各个表面特征的分别描述，并且能反映出零件的整体结构、设计功能和制造工艺。②辅特征辅特征是依附于主特征之上的几何形状特征，是对主特征的局部修饰，反映了零件几何形状的细微结构。辅特征附于主特征，也可依附于另一辅特征。根据辅特征的特点，将其进一步分为简单辅特征、复制特征和组合特征。1)简单辅特征，指倒角、退刀槽、螺纹、花键、v形槽、T形槽、u形槽等单一特征，避免由特征的重复定义而造成特征库数据的冗余现象。2)组合特征，指由一些简单辅特征组合而成的特征，如中心孔、同轴孔等。3)复制特征，指由一些同类型辅特征按一定的规律在空间的不同 山东理丁人学碳{‘学位论文第一二章支持工艺变型设计的产品建模位置上复制而成的形状特征。如周向均布孔、矩形阵列孔、油沟密封槽、轮缘(如齿圈、v带轮槽等)。(2)特征联系为了方便描述特征之问的联系，首先介绍特征类、特征实例的概念。特征类是关于特征类型的描述，是所有相同信息性质或属性的特征概括。特征实例是对特征属性赋值后的一个特定特征，是特征类的一个成员。特征类之间、特征实例之间、特征实例之间有如下的联系：1)继承联系继承联系构成特征之间的层次联系，位于层次上级的叫超类特征，位于层次下级的叫亚类特征。亚类特征可继承超类特征的属性和方法，这种继承联系称AKO(A．硒nd—of)联系。另一种继承联系是特征实例之问的联系，这种联系称为INSA(Instance)联系。2)邻接联系反映形状特征之间的相互位置关系，用CONT(Connect．To)表示。构成邻接联系的形状特征征之问的邻接的状态可共享。例如一根阶梯轴，每相邻两个轴段之问的关系就是邻接联系，其中每个邻接面的状态可共享。3)从属联系描述形状特征之间的依从或附属关系，用IST(Is—Subordinate．To)表示。从属的形状特征依赖于被从属的形状特征而存在，如倒角附属于圆柱体。4)引用联系描述特征类之间作为关联属性而相互引用的联系，用REF(Reference)表示。引用联系要存在于形状特征对精度特征、材料特征的引用。根掘形状特征之间的联系，可以做出一个零件的形状特征关系图，多叉树结构的特征关系图可以转化成易处理的二叉树结构，建立成所需的零件信息模型主干。将零件各主辅特征的有关数据挂在零件信息模型的主干上，再辅以零件功能所要求信息、零件总体信息以及尺寸信息，构成了零件信息模型的总体结构。2．3．2特征建模(1)特征模型零件的特征模型可用如下的特征集f表示：F=∑∑兀i=l，=I式中：^，——形状特征集；力l——精度特征集；■厂～材料特征集；■一——装配特征集；办j——功能分析特征集；^厂附加特征集。 山东理T人学颂I．学位论文第二章支持丁艺变型设计的产品建模其中将形状特征集作为零件信息模型的主干，它是设计和制造过程中的通信媒介，具有特定功能，且与一定的加工方法相对应。根据形状特征集之间的邻接关系和从属关系，可以做出零件(图2—1a)的形状特征关系图(图2．1b)，此多又树结构的形状特征关系图可以转化成易处理的二叉树结构(图2—1c)。这种二叉树就是所要建立的零件信息模型主干。图2．1a。靠X未。，H赢)_(品卜(赢+H蕊。中心9f叭Y倒lo角八、／键1槽1⑤8端面菡毳)匕茹矽匕茹0≮赁◇(蔷磊)(中甚图2-Ibl12图2，lc(2)特征的层次模型机械设计是将产品的市场需求映射成产品的功能要求，并将功能要求转化成实现该功能要求且能制造的产品几何结构的过程。在CAPP系统中，必须能实现需求模型一——功能模型——结构模型——工艺舰则模型～一加工模型的多种变换。需求／功能变换是将没计目的分解成基本功能，产生～组与JLfnJ形体相关的功能及功能问的相互联系；功自矽鬻一1、／～学¨／博吖／M¨／抖叫／b～一fl／m，／。 几何问的变换是一个功能实现的具体化过程，表现为基本功能所对应的几何形状结构的创建、细化、分解和组合；几何／工艺变换用来对几何表示的可制造性进行分析和评价，以便处理几何表示与加工模式间的关系。不仅要求能运用几何推理、约束满足等智能技术来完成概念设计和方案评估等设计思维，而且要求能根据设计对象的描述信息生成设计结果的三维形体表示。为此，特征的层次结构可以定义为三层(图2—2)：应用特征层、形状特征层和几何特征层。应用特征描述生产活动的过程属性，是从应用领域的角度对特征的几何形状的抽象，同时也与一定的工程语义相关：形状特征用于描述特征的基本形状构成，通常是附加于几何体素上的特征构成面／虚面，是特征与一定的：[程语义相关的形状要素，也是建立特征与基准、精度、工艺处理等对象|'白J联系的载体：特征几何表达是系统表达和存储特征形素构成信息的数学模型和数据结构。根据特征模型和特征联系的定义，可以建立基于特征的零件信息模型的层次结构：零件层、特征层和几何层。零件层主要反映零件的总体信息，是关于零件子模型的索引指针和地址；特征层包含特征各个模型的组成及其各模型之间的相互关系，并形应用特征网陌丽司匣I特征抽象语义，最d,)LM表示f+形状特祉I!!!竺旦查Il堑盐旦查』[画：儿何面一边邻接幽I儿何表达[—B—ep—／CSG]眄垂习F碉幽2—2特征的层次结构成特征图或树结构：几何层反应零件点、线、面的几何／拓扑信息。几何／拓扑信息是整个模型的基础，同时也是零件图绘制、有限元分析等应用系统关心的对象：特征层是零件信息模型的核心，特征层中各特征子模型间的联系反映出特征之间的语义关系，使特征成为构成零件的基本单元，并具有高层次的工程含义。(3)零件信息的输入方法零件信息的输入由零件总体信息输入予模块、主特征信息输入模块、辅特征信息输入模块、轴向尺寸链信息输入模块、特殊信息输入模块、部装信息输入模块、组装信息输入模块等7个模块组成。每个输入模块以对话框的形式作为用户操作的界面。(图2—3列出了倒角轴段的输入界面。其中，主特征顺序号、轴段直径、轴段长度、外圆面粗糙度为用户必须输入的内容，其余如果不输入内容，使用系统缺省的数据。) 山东璀丁大学硕j‘学位论文第一二章支持_T艺变型设计的产品建模2．3．3零件信息数据结构图2—3主特征倒角轴段的信息输入在CAPP系统中，零件的信息数据结构和工艺数据结构一样，占有重要的位置。是CAPP应用程序生成工艺规程的原始信息，零件信息数据结构组织的好坏，直接影响CAPP后续工作，如工艺规划、工序生成等的难易程度和『F确与否。在CAPP中的零件信息数据结构包括线性表、数组和数状结构等。(1)主、辅特征数据结构在零件信息中，主、辅特征的数据信息相对来说比较复杂，采用基于线性表结构的单向链表存储法来存储主、辅特征信息，存储单元不需要连续，线性表的逻辑顺序是通过指针实现的。这种结构中，每个特征表面是一个结点，各个结点首尾相连，形成⋯个零件的型面信息，图2—4表示了单链表存储法的图示形式。口日口⋯．小图2—4主、辅特征的单链表存储 山东理丁人学硕i·学位论文第二章支持工艺变型设汁的产品建模每个结点的数据表达形式如下：主特征信息：辅特征信息：与线性表的顺序存储结构相比，单向链表的存储结构的插入、删除只需修改少量的数据元素指针，而数据元素本身不需要移动。(2)零件信息存储结构零件的几何及工艺信息通过用户输入界面，以数据记录的形式存放在磁盘上，其内容及格式如下：TOver_btformationRec=recordProType：I产鼎豫号)ProName：f产品名称1DrawNum：【零部4'1：幽号】PartName：[零部仆名称]WorkShop：[车间】Material：【材料牌号]Semifinish：[毛坯种类]SemifinishDimen：【毛坯外形尺寸】Pordable：【每毛坯可制件数】PerNum：[每台4't：数】总体热处理：[热处理信息]其余粗糙度：【未注粗糙度】未注公著：[米注公著]end；Tmain_FeatureRec=recordIi特征信圆主特征顺序号主特征代码公称赢狰公称K=度尺寸精度上偏著F偏筹粗糙度左端面Ra也端面Ra左倒或圆角如倒或吲角辅特征数形何公差数侥越公差数主特征加1I：艺信息P，id：TmainFeatureJriRec=recordE主特祉毛坯尺寸信怠t仅珞丁部装．缀袈件)1主特征号轴向尺寸精度上偏差r偏差粗糙度(Ra)end"9 山东理丁人学坝士学位论文第一二章立持T艺变型设计的产品建模Taut—FealureRec=recordl辅特征信。鹤主特征号辅特征顺序号辅特征代码辆特征值辅特征T艺信息辅特征值结束标志P"dTdimen—ChainRec=record嗡自向R寸镯起结点终结点尺寸值上偏差F偏差原尺寸值原上偏差原F偏差end；[注】：后二项崩丁部装、组装件，若为零，表示新特征。Tshape_TRec=recordl形状公鞫主特征号辅特征号形位代号形位值elldTposition—TRec=recordf位置公萄主特征号辅特征号在主特征位置在辅特征位置位置公差代号公差值r艺信息基准1基准2{住主特征位置0不HJ-r主特征1在外剧面2在左端面3住☆端面在辅特征位置0不刚丁辅特征1键梢两侧面}elld：17specialRec=recordI特殊处理1名称代码土特征号加】：后轴径上偏差r偏筹粗糙度(Ra)1．艺信息end2．3．4工艺信息集成(1)1：艺方法决策在输入零件信息后，首先要根据各种几何表面特征的加工要求，确定各种表面的加工方法，加工方法的选择实际上是组成零件的各个表面特征的加工序列的选择。本文中采用查表法，即根据零件各表面特征的最终要求，在工艺数据库或规则库中直接查出各个表面的加工方法，把加工工艺信息集成到特征的设计信息中，把各特征的加工方法按～定的格式和组织形式存入数据库或知识库中。各特征的加工方法如下表所示。20 山东理丁人学坝卜学位论文第二章支持工艺变型驶计的产品建模表2—2a外圆柱面特征的加工方法序加I：链经济精度表面粗糙度适H』范闱号l粗车ITll～ITl2>10～80除淬火钢以外的金2粗车一半精车IT9>2．5～10属3粗车一、F精乖一精车IT7～IT8>0．63～2．54粗车一半精车一精车一滚压IT7～rr8>0．02～O．635粗车一半精车一磨削IT7～IT8>O．03～1．25主要_L}j丁淬火钢也6粗车一iF精车一粗磨一精磨IT6～IT7>O．08～O．63可州于非淬火钢不、7粗车一半精乖一粗磨一精磨—超精加1．IT6>O．01～O．16宜州丁有色金属8粗车一’F精车一精车一金刚ii车IT5～IT6>O．02～O．63有色金属9粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨～IT6<=O．01～O．04高精度外圆加I。10粗车一、r精车一粗磨一精磨一研磨IT6<=0．0l～O．06表2—2b孔加工链序加J．链经济精度表面粗糙度通H{范阳号1钻ITl2>10～20孔彳寻=小丁15～2钻一绞ITl0>1．25～2．5201rim的朱淬火3钻一粗绞一精绞IT7～IT8>036～2．5钢，铸铁的实心毛坯4钻一扩lTl2>5～207L径人1+15～5钻一扩一绞IT8～IT9>1．25～520mm的米淬火6钻一扩一粗绞～精绞IT7>063～2．5钢，铸铁的实心毛7钻一扩～机绞一手绞IT6～IT7>008～O．63坯8钻一(扩)一绞IT7～IT8>O，08～25人批、人苗生产9粗镗(扩)ITl2>5～20除淬火钢以外的所10粗镗(粗扩)一、}，精镗(精扩)IT9～ITl0>2．5～10有材料，毛坯有铸11粗镗一in精镗一精镗IT8～IT9>l25～5出孔或锻出孔12粗镗一半精锐一精镗一浮动镗7J块精镗IT7～IT8>O．32～1．2513粗镗一、|，精镗一磨孔IT7～IT8>016～1．25主要心丁淬火钢，14粗镗一半精镗一粗磨一精磨IT7>O．08～0．63不宣_l{{丁有色金属15粗镗一半精镗一精镗一金刚行镗IT7>O．08～O．63精度高的有色金属钻一(扩)一粗绞～精绞～珩磨16钻一(扩)一拉一珩磨～IT7>O．02～O32i粗镗一1p精镗一精镗一珩磨精度要求很高的孔I，7钻一(扩)一粗绞一精绞一研磨钻一(扩)一拉一研磨～IT7<=0．01～0．16粗镗一半精镗一精镗一珩磨2 山东_l!I!T人学坝I：学位论文第一章支持丁岂变型设汁的产品建模表2—2c平面加工链序n加1．链表面粗糙度适心范同JI1粗午一i|精币>2．5～lO同转类零件2粗车一半精车>0．63～253粗车一、r精车一精1i>O．16～1．25粗铣一精铣一般不淬硬平面4>1．25～10粗刨一精刨5粗铣(粗刨)～精刨一刮研>O．32～1．25精度要求较高的不淬硬平6粗刨(粗铣)～精刨(精铣)一宽刃精刨>o．16～1．25面7粗铣(粗刨)～精铣(精刨)一磨削>0，16～1．25精度要求较高的不淬硬平8粗铣(粗刨)一精铣(精刨)一粗磨一精磨>O．02～O，63面或淬硬平面9粗铣一拉削>016～1．25大量生产}10粗铣一精铣一磨削～研磨<=O．01～O．16高精度平面(2)决策树决策树是将一组用语言表达的决策逻辑关系，用一个表格来表达，从而可以方便地用计算机语言’来表达该决策逻辑的方法。一个决策山4部分组成：条件根、条件项、动作根、动作项，它们由十字交叉线分丌。决策树是一种带有单个根，并从此根发出多个分支的图。决策树由一个根和一些结点组成，每个分支都表示一个“Ⅲ”语句，而一连串的分支表示一个逻辑“AND”或“OR”。通过运用决策树的两类结点，可以建立一棵决策树来选择动作。例如，表示圆柱砸特征的加工决策树如图2—5所示。决策树的优点：1)决策树容易建立和维护，可以直观、准确、紧凑地表达复杂的逻辑关系，而且决策表可以转换成决策树：2)决策树便于程序实现，其结构与软件设计的流程图很近似；3)决策树便于扩充和修改，适合于工艺过程设计。另外选择形状特征的加工方法、选择机床、刀具、夹具、量具以及切削用量都可以用决策树Ra<=0．25磨削O．63
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