基于混合描述式工藝設(shè)計(jì)技術(shù)的研究

季宏宇

摘 要： 在飛機(jī)制造中，AO/FO設(shè)計(jì)是重要的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作之一，由于飛機(jī)零組件數(shù)量非常多，因此利用AO/FO設(shè)計(jì)的強(qiáng)度極大，AO/FO設(shè)計(jì)任務(wù)具有復(fù)雜性和多樣性，難以實(shí)現(xiàn)通用的工藝決策過(guò)程自動(dòng)化，而且交互式、檢索修訂或創(chuàng)成式CAPP各有其特點(diǎn)和局限，因此本文通過(guò)對(duì)基于工藝知識(shí)庫(kù)的快速工藝設(shè)計(jì)、智能輔助技術(shù)等多種技術(shù)的研究，提出快速AO/FO設(shè)計(jì)技術(shù)——混合描述式工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，該技術(shù)有效解決雙語(yǔ)工藝編制過(guò)程中效率低的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： AO/FO 工藝設(shè)計(jì) 混合描述式

為適應(yīng)飛機(jī)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的要求，許多飛機(jī)制造企業(yè)引入了波音公司的AO/FO工藝管理機(jī)制。AO是裝配指令（Assembly Order）的英文縮寫，F(xiàn)O是零件制造指令（Fabrication Order）的英文縮寫，它們和產(chǎn)品生產(chǎn)的兩大過(guò)程（裝配和制造）相對(duì)應(yīng)，AO是工藝部門根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求、工廠工藝技術(shù)水平和質(zhì)量保證的要求，編寫的生產(chǎn)性工藝文件。用于裝配性質(zhì)的生產(chǎn)單位下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)、指導(dǎo)工人生產(chǎn)和填寫質(zhì)量記錄[1]。

一、幾種快速工藝設(shè)計(jì)技術(shù)

1.基于工藝知識(shí)庫(kù)的快速工藝設(shè)計(jì)

工藝工作者在飛機(jī)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中積累了大量工藝經(jīng)驗(yàn)、方法，而且形成了大量工藝規(guī)范和工藝管理類文件。如何將這些工藝知識(shí)以合理層次組織起來(lái)，轉(zhuǎn)變成易于為計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)，讓工藝人員借助計(jì)算機(jī)靈活地查閱、選用，如何在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的智能化，是現(xiàn)階段飛機(jī)制造工藝信息系統(tǒng)研究的重點(diǎn)[2]。

2.智能輔助技術(shù)研究

基于交互式的人機(jī)混合工藝決策技術(shù)指工藝設(shè)計(jì)人員（用戶）在CAPP系統(tǒng)中的地位不像在傳統(tǒng)CAPP智能系統(tǒng)中，僅是信息輸入人員的角色。傳統(tǒng)方式是用戶輸入、系統(tǒng)決策、系統(tǒng)輸出，系統(tǒng)處理過(guò)程對(duì)用戶是不可變動(dòng)的。而在基于交互式的人機(jī)混合工藝決策系統(tǒng)中，用戶是工藝決策的主體，系統(tǒng)決策的目的不再是代替工藝人員，而是有效輔助工藝人員[3]。

二、混合描述式工藝設(shè)計(jì)

CAPP系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)界面有兩種方式：數(shù)據(jù)對(duì)象式和所見(jiàn)即所得式。這兩種方式各有利弊，對(duì)AO/FO設(shè)計(jì)中存在的雙語(yǔ)編制情況，將兩種方式結(jié)合能很好地解決問(wèn)題。

1.工藝卡片與工藝卡片模板

在工藝信息系統(tǒng)中，每張工藝卡片都有對(duì)應(yīng)的格式，即工藝卡片模板，工藝卡片模板是眾多相似工藝卡片的抽象表達(dá)。將具體工藝信息填充到工藝卡片模板上即形成工藝卡片，工藝卡片是工藝信息的標(biāo)準(zhǔn)化載體。在標(biāo)準(zhǔn)中，工藝卡片一般以表格形式描述，工藝信息就是按照對(duì)應(yīng)的表格字段進(jìn)行填寫。

2.工藝設(shè)計(jì)界面的兩種方式

（1）數(shù)據(jù)對(duì)象式工藝設(shè)計(jì)

通過(guò)上一小節(jié)對(duì)工藝卡片和工藝卡片模板的分析，可以將一份工藝規(guī)程形式化地看做多個(gè)對(duì)象組成的數(shù)據(jù)對(duì)象集，工藝文件只是工藝規(guī)程數(shù)據(jù)對(duì)象集的表現(xiàn)形式。

數(shù)據(jù)對(duì)象式工藝設(shè)計(jì)的中心思想就是按照信息模型驅(qū)動(dòng)工藝設(shè)計(jì)界面的生成，以及工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和工藝文件的生成。

（2）所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)

所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)指工藝人員通過(guò)“所見(jiàn)即所得”的工藝設(shè)計(jì)界面編制工藝，直接形成工藝文件。同時(shí)將工藝文件中的數(shù)據(jù)按照信息模型要求以對(duì)象方式存儲(chǔ)，并進(jìn)行加工和處理。工藝卡片模板是由多個(gè)矩形框組成的，單元格按照信息性質(zhì)不同，可以分為獨(dú)立單元格（如產(chǎn)品、零組件、工藝信息等）、多行單元格（稱為列，單元格的信息屬性相同，如工序號(hào)）、多列單元格。通過(guò)定義單元格的屬性，除了單元格的格式信息外，主要是單元格與信息模型之間的映射關(guān)系，將工藝卡片中的信息用產(chǎn)品、零件、工藝、工序和工步及各種對(duì)象類、對(duì)象屬性和非類屬性形式實(shí)現(xiàn)完全映射，從而實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)。

（3）混合描述式工藝設(shè)計(jì)

所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)盡管解決了工藝設(shè)計(jì)界面直觀性、友好性與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的矛盾，但有些特殊需求如工藝卡片反映的信息不全或工藝卡片反映的信息有其他表現(xiàn)形式等，從技術(shù)來(lái)說(shuō)，所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)無(wú)法解決。混合描述式工藝設(shè)計(jì)方法主要為了解決此類特殊需求，所謂混合描述式工藝設(shè)計(jì)，就是綜合使用數(shù)據(jù)對(duì)象式和所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)方式的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)，形成的一種獨(dú)特的工藝設(shè)計(jì)界面。

有時(shí)企業(yè)希望輸入的工藝信息以不同工藝卡片形式表現(xiàn)出來(lái)，工藝編制時(shí)輸入所有以后可能用到的信息，并根據(jù)情況輸出具體版本的工藝文件。僅從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)對(duì)象式工藝設(shè)計(jì)可以解決上述問(wèn)題，但設(shè)計(jì)界面不直觀及無(wú)法直接繪制圖形將影響編制效率，所以需要采用混合描述式工藝設(shè)計(jì)解決特殊需求。利用工藝卡片模板的操作直觀性及可以提取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種新的工藝卡片模板，將其作為工藝設(shè)計(jì)界面，并反映所有可能使用的信息。工藝編制過(guò)程與所見(jiàn)即所得工藝設(shè)計(jì)方式相同，編制完成后形成工藝編制主文件，但不把它作為最終輸出文件。

一般飛機(jī)制造企業(yè)其編制的AO/FO有中文（自己使用）、中英文（外協(xié)或轉(zhuǎn)包）、英文（向外商提供資料）等不同版本，這樣如果編制兩份工藝則既浪費(fèi)時(shí)間又不能保證數(shù)據(jù)統(tǒng)一。所以采用混合描述式工藝設(shè)計(jì)方法，有效解決中英文對(duì)照工藝規(guī)程編制困難的問(wèn)題。將中英文對(duì)照模板作為工藝編制的主模板進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)輸入中文和英文工藝內(nèi)容。設(shè)計(jì)完成后，所有工藝數(shù)據(jù)都以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形式存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，此時(shí)通過(guò)調(diào)用中文模板或者英文模板可以生成對(duì)應(yīng)的中英文工藝，大大提高AO/FO的編制效率。

三、結(jié)論

AO/FO設(shè)計(jì)是典型的復(fù)雜問(wèn)題，本章通過(guò)基于知識(shí)庫(kù)的快速工藝設(shè)計(jì)和智能輔助方法進(jìn)行研究，并將其應(yīng)用到飛機(jī)AO/FO設(shè)計(jì)中，減少工藝人員的事務(wù)性勞動(dòng)，提高AO/FO的實(shí)際效率，縮短飛機(jī)工藝準(zhǔn)備時(shí)間，采用混合式描述的工藝設(shè)計(jì)方法解決AO/FO雙語(yǔ)工藝編制效率低的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]高強(qiáng).飛機(jī)制造工藝信息集成系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].西北工業(yè)大學(xué)，2003.

[2]金曉春.工藝知識(shí)庫(kù)的建立及其在CAPP中的應(yīng)用[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2006.

[3]郝善勇.智能輔助決策技術(shù)研究[J].北京理工大學(xué)，2000.