CAPP系統工藝數據庫的研究與開發

魏巍（沈陽華晨金杯汽車有限公司綜合工藝處,沈陽110044）

CAPP系統工藝數據庫的研究與開發

魏巍
（沈陽華晨金杯汽車有限公司綜合工藝處,沈陽110044）

摘要：從人類社會經歷了第一次工業革命開始，機械生產代替手工生產已是不可逆轉的社會發展趨勢。在現代化的工業鏈條中，工藝設計是其中最重要的環節之一，先進的科學技術與超前的設計理念能否真正的轉化為工業產品，這都需要依賴于工藝設計的整個程序。以此為前提，計算機輔助工藝設計技術CPAA的運用和發展，自其應用之日起，便成為工藝設計過程中的核心環節。

關鍵詞：CAPP；工藝數據；設計；開發

1CAPP系統工藝數據庫的關鍵技術研究

CAPP是指通過存儲輸入需要被加工生產的工業零件的全部幾何信息與加工工藝信息，由既定的計算機程序通過復雜的內部運算而自動輸出該工業零件所需的工序內容以及所采納的工藝路線等相關信息的過程。

1.1工藝數據概述

前文我們提到CAPP在輸出工業生產所需要的各項數據之前，我們需要人為輸入工業零件的相關幾何信息，這便是工藝數據。工藝數據是CAPP系統的最基本的數據，工業數據分為靜態數據與動態數據兩個層次。字面意思即可解釋，靜態數據即為很少修改但經常需要用到的常用數據，而動態數據則為根據具體情況需要修改的相關參數。

1.2工藝數據的存儲方式

工藝數據的存儲方式一般分為以下幾種：

第一種為文件存儲。指把工藝數據直接編寫到工藝程序中。此種存儲方式可解釋為“一對多與多對一”的存儲方式。即同一個工藝數據可被若干個工藝程序所調取，同時每個單獨的工藝程序對該工藝數據的修改和修改后存儲，并不影響原始數據的正確性和完整性。正是因為其一對多的存儲模式，文件存儲自身存在很多弊端。在目前大工業數據時代，文件存儲的冗余性和其不一致性給CAPP的管理與維護提出了難題。

第二種為數據庫存儲。數據庫存儲方式有著鮮明的特點:數據庫存儲是指有計劃、有依據、相對動態的儲存相關聯的工藝數據，它同時兼顧共享數據與數據的獨立管理和數據集中處理。相比之下，該中存儲方式有著更為先進的存儲技術和更加便捷的程序運行。

1.3工藝數據的結構分析

工藝數據是指整個CAPP內部所有工藝數據所組成的具有一定邏輯關系和客觀結構關系的總稱。由物理結構和邏輯結構兩個層面組成。邏輯結構即為系統內部所有數據所形成的抽象的、具有科學的邏輯的抽象范疇，它并不受存儲介質的制約和控制，是事物之間的天然結構，獨立于物質性和介質的結構。

（1）工藝數據的線性表結構。線性表是有限個元素或結點的有序集合。在單鏈表存儲法中,線性表的邏輯順序通過指針實現。它訪問數據元素的速度不如順序存儲結構,常用于要頻繁修改的場合。

（2）工藝數據的數組結構。數組，通俗的說就是線性表的外延和擴展。實際操作中的具體語言環境決定了元素的存儲順序以及對該特定數據的訪問。在CAPP的實際應用中，對數組的利用是最為常見的，對于靜態存儲的加工工藝參數以及機床數據，數組的應用最為典型。

（3）工藝數據的棧與隊列結構。棧是一種只能在表的一端進行插入和刪除等操作的線性表,其特點是“后進先出”。棧的物理實現類似于線性表,只是要多設置一個棧頂指針以便控制棧操作進程。

（4）工藝數據的樹狀結構。樹狀結構指相關結點之間的數據元素，它們之間存在著非線性的有層次、結點分支的數據結構。在工藝數據中的工藝分類、工藝加工方法、工業零件分類方法中常用樹狀結構加以模擬和輸出。

（5）工藝數據的圖結構。按照復雜程度來說，復雜程度依次遞增的結構為非線性結構、樹狀結構、圖結構。所以圖結構是比前兩種結構更為繁瑣復雜的工藝數據結構，雖復雜程度不同，但是這三種不同的結構在整個系統中都承擔著不可替代和或缺的角色。與樹狀圖和非線性結構的關系相似。

2數據庫設計的基本步驟

2.1需求分析

進行需求分析，是設計工作的基石和方向，正確的需求分析，能夠明確的指出數據庫的設計方向，對企業既定目標的精準描述，能夠讓數據庫的管理和維護有著更精密的細分。當然，萬事開頭難，需求分析的重要性自是不必說，其設計難度也是整個數據庫設計難度最高并且最耗費時間的一項工作。需求分析做出來的效果，直接關系到后續程序的進度和基礎質量，如果數據程序做得不夠精準，情況嚴重的，可以直接導致整個數據庫設計工作的返工和重做。

2.2概念結構設計階段

概念結構設計階段，是基礎數據輸入的基礎上，進行基礎數據的整合，歸納數據庫所有數據源信息的初步設計。這是目標系統的初步完成，作為整個數據庫系統設計的核心環節，對目標需求的高度抽象總結是概念結構設計階段的最終目標。

2.3邏輯結構設計階段

編寫出信息數據的邏輯細節，邏輯結構設計階段，處于整個設計過程的中心，有著承上啟下的作用，連接已完成的設計結果，并入下一階段，該環節的邏輯結構設計是針利用概念邏輯設計階段的結果和處理要求作為輸入，使之建立一個數據模型，并對該數據模型進行優化和輸入。

2.4數據庫物理設計階段

數據庫物理設計是為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構(包括存儲結構和存取方法)。

2.5數據庫實施階段

在數據庫實施階段，設計人員通過對以上四個環節的設計結果，并行進行調試和運行，協調各環節的運行機制。

2.6數據庫運行和維護階段

數據庫運行和維護是數據庫經過試運行之后，能夠長期穩定運行的階段。該階段是設計后工作，但仍然屬于設計工作范疇之內，設計人員針對系統運行之后出現的問題進行調試、修改和維護，這一階段的工作雖然沒有開發階段的工作難度大，但微小的系統錯誤在科學研究和設計工作的過程當中，仍是不能夠輕易忽視的，所以，作為數據庫運行與維護階段的工作，應當做好系統各個階段、環節以及所有細節部分的認真排查和維護。

3結語

本文對CAPP系統工藝數據庫的進行了簡單概述和總結，在此基礎上，對數據庫設計的步驟進行了初步的探究和分析。結合工藝數據庫在CAPP系統中的重要地位及其建立的必要性,設計出CAPP系統的總體框架結構,結構框架雖然完整但仍然不是很成熟，還需要進一步的研究和完善，希望本文的研究成果能夠給參與CAPP工藝數據庫設計的設計師提供一定幫助。

參考文獻

[1]趙娜.現代工藝管理技術(第一版)[S].吉林延邊出版社,2013:125,144.

[2]劉春彥.CAD/CAPP/CAM技術基礎及應用(第一版)[S].河北工業大學出版社,2012:3.

[3]李麗,楊一凡.現代CAPP技術與應用(第二版)[S].機械工業出版社,2010:3-4.