產(chǎn)品工藝信息的集成與應用

RESEARCH學(xué)術(shù)論文產(chǎn)品工藝信息的集成與應用*Integration and Application of Product Process Information西北工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院黃利江張振明田錫天楊海成[摘要]通過(guò)分析產(chǎn)品工藝信息組成特點(diǎn),采用來(lái)實(shí)現多個(gè)系統間的信息溝通。而在實(shí)際應用中,由于面向對象的方法建立產(chǎn)品的工藝信息模型,并通過(guò)構系統的多樣性和復雜性,獲得的成果往往都是有限的建對象與多個(gè)應用系統的數據信息間的映射關(guān)系表。從而限制了對整個(gè)企業(yè)設計制造過(guò)程信息化的有效推并在此基礎上,提出了一種格式化的工藝信息查詢(xún)語(yǔ)動(dòng)。言— -CAPPSQL,來(lái)實(shí)現直接通過(guò)工藝信息模型的對本文首先描述了產(chǎn)品工藝信息模型以及工藝信息象以及相應的對象映射關(guān)系來(lái)提取需要的工藝信息的對象與多個(gè)應用系統的數據信息間的映射關(guān)系表;并訪(fǎng)問(wèn)機制。提出了一種格式化的工藝信息查詢(xún)語(yǔ)言一CAPP關(guān)鍵詞:產(chǎn)品工藝信息 CAPPSQL系統集成SQL,來(lái)實(shí)現直接通過(guò)工藝信息模型的對象與相應的[ ABSTRACT] By analyzing the constitution對象映射關(guān)系來(lái)提取需要的工藝信息的訪(fǎng)問(wèn)機制后,描述了基于這一方法建立的兩個(gè)工藝信息集成系uct process information model is built by using object統的實(shí)例。-oriented method, the mapping table between object and1工藝信息的組成data object in multi-database application system is alsobuilt. Based on this, a format product process informa工藝信息是產(chǎn)品工程信息的重要組成部分,是實(shí)tion inquiry language- CAPPSQL is proposed, by which施生產(chǎn)計劃和產(chǎn)品制造的重要依據,是產(chǎn)品質(zhì)量的重the visiting mechanism can be realized for obtain-ing要保障process information directly by the object of process in一般而言,產(chǎn)品的設計、制造計算機輔助系統都涉formation and related object mapping及很多工藝信息和數據,這些信息常以工藝文檔形式Keywords:: Product process information CAPP-表現出來(lái),其文檔種類(lèi)包括產(chǎn)品信息、指令性工藝文sQL System integration件、生產(chǎn)性工藝文件、管理性工藝文件、基礎性工藝文件及其他工藝文件。這些信息常常以分布式的方式存近年來(lái),隨著(zhù)制造業(yè)信息化工作全面和深入開(kāi)展,儲在各個(gè)數據庫中。多種面向設計和制造過(guò)程以及管理等方面的信息化系工藝信息中的數據類(lèi)型格式主要有3種:結構化統都得到了普及和應用。但是,由于這些系統的多樣性數據、半結構化數據和非結構化數據和各自的獨立性,如何能夠順利地實(shí)現面向設計、制造(1)結構化數據。結構化數據是指可以采用屬性、過(guò)程諸系統方案的集成化,以及知識和信息應用的一信息實(shí)體及其關(guān)系準確描述的相關(guān)工藝信息,這些信體化,一直是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題息由數字、字符、文字組成,如工序、工步、設備、產(chǎn)品產(chǎn)品的工藝信息是溝通產(chǎn)品設計和生產(chǎn)制造過(guò)程工藝裝備、材料等。工藝設計與管理的基本信息主要由的橋梁是實(shí)現這些應用系統集成的關(guān)鍵一環(huán)。目前,結構化的數據來(lái)表示,同時(shí)工藝決策的推理、工藝知識從各個(gè)企業(yè)總體的應用情況來(lái)看,幾乎都沒(méi)有解決好的挖掘、工藝數據的集成等也主要由結構化數據來(lái)實(shí)產(chǎn)品工藝信息的集成化、一體化管理問(wèn)題。如果企業(yè)采現,結構化數據是工藝信息的主體內容。用了由不同開(kāi)發(fā)商提供的設計、制造過(guò)程信息化系統,(2)非結構化數據。非結構化數據是指不包含任何如CAPP、PDM、CAD、 CAM. ERP、MES等,一般情況下獨立的結構化數據,總是以整體出現,并且必須由一個(gè)都采用專(zhuān)用開(kāi)發(fā)、專(zhuān)用定制的辦法,以數據交換的方式專(zhuān)門(mén)志理的工藝信息,這些信息中國煤化成,并由專(zhuān)門(mén)的軟件*國家863MIS主題(2003AA411041)資助項目。對此CNMHG信息包括圖形、圖像2008年第2期航空制造技術(shù)75學(xué)術(shù)論文g∈表格、聲音、動(dòng)畫(huà)等。CAPP數據庫3)半結構化數據。半結構化數據是指介工藝信息模型于結構化數據和非結構化數據之間的工藝信產(chǎn)品表][毛坯表][量具表產(chǎn)品產(chǎn)品代號材料排號量具代號息數據類(lèi)型,由較為簡(jiǎn)單的非結構化數據和一品名稱(chēng)‖材料規格|量具名稱(chēng)定的結構化數據所組成或者是由多個(gè)結構化件初[步表[刀具表映機加工毛組數據以較為特殊的形式組合而成,如尺寸公件代號「工步號具代號差、形位公差、工藝流程圖節點(diǎn)、圈紅記錄、電F件名稱(chēng)工步名稱(chēng)具名稱(chēng)L加工序機閑子手冊、工藝布置圖等工藝信息。工藝表工序表機床表具2工藝信息模型及其訪(fǎng)問(wèn)機制藝代號「工序號機床代號車(chē)間‖序名稱(chēng)機床名稱(chēng)具只有按一定的結構和形式構建的產(chǎn)品工藝信息才能方便地解釋和讀取,工藝信息的組圖2映射示例織形式是通過(guò)面向對象的分析方法建立工藝Fig. 2 An example of mapping信息模型。以該模型作為與數據庫之間的映射關(guān)系的基礎,把工藝信息按結構化信息、非結構化信息和半結構化信息存儲于產(chǎn)品的設計、制造輔助系統的數據庫中3 CAPPSQL語(yǔ)言與產(chǎn)品工藝信息訪(fǎng)問(wèn)機制首先,通過(guò)面向對象的方法建立的工藝信息模通過(guò)產(chǎn)品工藝信息模型以及對象-同義數據信息型把工藝信息表示成為一系列的對象,如產(chǎn)品、零映射方法,使得以一種黑箱封裝的模式訪(fǎng)問(wèn)以及交換件、工藝基本信息、工序、工步、工藝文件、材料、毛坯、各個(gè)系統中的產(chǎn)品工藝信息成為了可能。我們采用的設備、工藝裝備、切削參數等,并確定這些對象類(lèi)之間做法,是在工藝信息模型的基礎上建立一套直接通過(guò)的關(guān)系映射。其次,再通過(guò)建立映射關(guān)系表,建立產(chǎn)品工藝信息模型的對象和相應的對象映射關(guān)系來(lái)提取需工藝信息模型中每個(gè)對象與數據庫對象(元素)之間的要的工藝信息的訪(fǎng)問(wèn)機制。這一方法的基礎是一種集映射關(guān)系和多個(gè)系統的應用數據庫中同義元素間的一成化的工藝信息查詢(xún)語(yǔ)言— CAPPSQL。致性關(guān)系。如此,就可以建立貫通工藝信息對象和存儲CAPPSQL是在工藝信息模型的基礎上,用類(lèi)似于各個(gè)數據庫中的大量產(chǎn)品工藝數據(信息),從而為SQL語(yǔ)言中的 SELECT查詢(xún)語(yǔ)句格式的一種工藝信息多系統間工藝信息的有效溝通提供了條件。圖1所示查詢(xún)語(yǔ)言,由查詢(xún)關(guān)鍵字、查詢(xún)列表、工藝類(lèi)型、查詢(xún)條為從工藝信息到應用系統的數據庫中信息對象間的映件、排序條件、需要統計疊加的條件、統計項和統計方射機制。圖2顯示了一個(gè)工藝信息模型以及信息對象式等部分組成,形式如:與CAPP數據庫的映射。SELECT<查詢(xún)列表>FROM<工藝類(lèi)型> Where<查詢(xún)條件> ORDER BY<排序條件>F<需要統計疊加的工藝信息模型條件>SUM<統計項>USE<統計方式>。其中,關(guān)鍵字有: SELECT,FROM, WHERE,OR工藝信息對象DER BY,I,EISE,SUM;[產(chǎn)品零件][工藝][工序][工步]、[工藝文件]等。映射關(guān)系表查詢(xún)列表。查詢(xún)列表由查詢(xún)項組成,查詢(xún)項是需要查詢(xún)的數據項,也是要輸出的數據項。查詢(xún)項由大類(lèi)子類(lèi)和屬性信息組成。大類(lèi)信息有[產(chǎn)品]零件]工應用數據庫應用數據庫|應用數據庫應用數據庫藝]工序[工步工藝文件]六大類(lèi);子類(lèi)為工藝]、的子對,后是需要查詢(xún)的屬性,圖1映射機制中國煤化工含大類(lèi)信息,如[產(chǎn)品Fig 1 Mapping mechanismPROYHE,,,工藝. BLANK BLANK76航空制造技術(shù)·2008年第2期學(xué)術(shù)論文TYPE[工藝]#SAVA=Y’,[工序] OPER NAME,[工以下是 CAPPSQL的完成查詢(xún)語(yǔ)句:步] TOOL TOOL NAME等1)統計產(chǎn)品AR32下的關(guān)鍵工序工藝類(lèi)型。當前CAPP系統中存在的工藝類(lèi)型,如SELECT[零件] PART NO,[零件 PART NAME,“機加工藝設計”、“裝配工藝設計”等。當只對零件]和[工藝] .SHOP,[工序 OPER NO,[工序] PER NAME[產(chǎn)品]查詢(xún)時(shí),工藝類(lèi)型為“產(chǎn)品結構”。FROM機加工藝設計 WHERE[產(chǎn)品] PROD NO查詢(xún)條件。由謂詞和邏輯運算符組成。邏輯運算符ARJ32’AND[工序 OPER TYPE=關(guān)鍵’ ORDER有:AND;謂詞有:=、><>=、<=、<=, BETWEEN謂BY[零件 PART NO詞、IN謂詞、LKE謂詞。查詢(xún)條件中,條件的左項為查(2)列出產(chǎn)品ARJ32的零件AAA下有效定版工詢(xún)項,右項為確定值,不允許出現右邊也是查詢(xún)項的情藝的所有信息況SELECT[工藝]#ALL,[工藝文件] PLANFILE(C排序條件。 ORDER BY子句提供了要排序的項目TEMP)FROM機加工藝設計 WHERE產(chǎn)品] PROD NO清單及其排序順序:遞增順序(ASC,默認)或是遞減順=ARJ32'AND[零件 J PART_NO=AAA'AND[藝]序(DESC)。排序項必須存在于查詢(xún)列表中。#SAⅤAL=Y’AND[工藝]#ISⅤERN=Y'。需要統計疊加的條件。用 IF SAME+查詢(xún)數據項的基于這一語(yǔ)言模式,建立了一種產(chǎn)品工藝信息的方式,如果查詢(xún)項有多個(gè)用逗號隔開(kāi),如 IF SAME[零訪(fǎng)問(wèn)機制,如圖3所示。通過(guò)這一機制,各系統都可以件] PART NO,[工序] TOOLTOOL NO以一種黑箱封裝的模式訪(fǎng)問(wèn)和交換各個(gè)系統中的產(chǎn)品統計項和統計方式。統計項是查詢(xún)列表中的某一工藝信息,而無(wú)須過(guò)多涉及各個(gè)數據庫的詳細結構,從查詢(xún)項,累加方式用謂詞USE,統計項必須存在于查詢(xún)而大大提高了效率。列表中累加方式有:A(分隔符):連接方式,以()中的分4應用系統實(shí)例隔符做分隔追加到上一值;B:數值累加;C:時(shí)間累加,下面是2個(gè)利用 CAPPSQL查詢(xún)機制構建的工藝例如,SUM[工序] OPER NO USE A(“,")。信息集成系統的實(shí)例4,1工藝信息查詢(xún)系統CAPPSQL語(yǔ)句在基于Web的工藝信息查詢(xún)系統中,用戶(hù)在客戶(hù)端瀏覽器上選擇查詢(xún)項、查詢(xún)條件等信息,形成輸人檢查模塊CAPPSQL査詢(xún)語(yǔ)句,提交到Web服務(wù)端,服務(wù)端調用工藝信息CAPP服務(wù)進(jìn)行查詢(xún),并形成XML文件格式的工藝信查詢(xún)語(yǔ)言解釋器模型庫息,Web服務(wù)端把XML文件轉化為顯示格式的HIML文件回送到客戶(hù)端瀏覽器上,用戶(hù)就查詢(xún)出了所需要標準SQL語(yǔ)句CAM/PDM/的工藝信息,系統原理如圖4所示。在系統中Web服ERP/MES務(wù)端沒(méi)有直接通過(guò) ODBC/JDBC來(lái)進(jìn)行CAPP數據庫備匚做率藝等系統查詢(xún),而是利用CAPP服務(wù)直接完成查詢(xún),降低了應用系統的設計難度,減少了系統開(kāi)發(fā)量,并保證了準確性工藝信息形成 CAPPSQL傳遞 CAPPSQL工藝信息輸出模塊客戶(hù)端語(yǔ)句語(yǔ)句瀏覽器轉化并回送用于服務(wù)端}生成xM[服務(wù)得到工藝信息顯示的HTML文件XML文件圖4應用 CAPPSQL的工藝信息圖3基于 CAPPSQL的產(chǎn)品信息訪(fǎng)問(wèn)機制木治亂盾田圖中國煤化工Fig 3 CAPPSQL-based product information-ocess informationvisiting mechanismC N MHGCAPPSQL2008年第2期航空制造技術(shù)77學(xué)術(shù)論文R∈ sEarCh在以PDM為平臺的 CAPP/PDM/ERP集成系統4紡殄和可靠性。(上接第74頁(yè)」4.2 CAPP/PDM/ERP集成系統中,利用 CAPPSQL查詢(xún)系統完成了工藝信息的集成。面對外部環(huán)境的復雜多變性和組織業(yè)務(wù)目標的多系統集成如圖5所示。元性,企業(yè)采用單一的方法既無(wú)法達到多維績(jì)效的要求,也無(wú)法覆蓋更全面的業(yè)務(wù)范圍。然而采用多重舉措CAPPPER和方法,其結果不是管理資源的重復使用,就是方法之間應用的沖突?；诹鞒淌垢鞣N方法按照應有的邏輯PDM在PDM支持下形成結合,就會(huì )產(chǎn)生協(xié)調效應,為管理協(xié)同提供了對準主CAPPSQL,并傳到CAPP中線(xiàn),從而使管理變革具有高的ROM流程架起了戰略從構想到實(shí)現之間的橋梁作用,CAPP查詢(xún)系統查詢(xún)出工藝信息,回傳XML即從組織價(jià)值到流程價(jià)值,從流程價(jià)值到客戶(hù)價(jià)值,從客戶(hù)價(jià)值到財務(wù)價(jià)值乃至戰略與愿景之間的價(jià)值邏輯圖5應用 CAPPSQL的 CAPP/PDM/ERP集成關(guān)系?；诹鞒虅t為戰略綜合提供了對準線(xiàn),從而使綜Fig 5 CAPP/PDM/ERP integration合管理變革具有高的ROM。using CAPPSQL將管理協(xié)同與戰略綜合集成起來(lái),就構成了基于流程協(xié)同與綜合的框架體系,從而為應對復雜性(對象)、5結束語(yǔ)快速變化(環(huán)境)和整體性(績(jì)效)提供了有效的手段。以面向對象的模式建立產(chǎn)品的工藝信息模型,并參考文獻通過(guò)對象關(guān)系(含義)的映射表為實(shí)現對多系統中產(chǎn)品[1] Sharp Alec, McDermott Patrick. Workflow modeling工藝信息一致性訪(fǎng)問(wèn)提供基礎。建立 CAPPSQL查詢(xún) tools for process improvement and application development.Nor語(yǔ)言規范和基于 CAPPSQL語(yǔ)言的工藝信息訪(fǎng)問(wèn)機制, wood of USA: Artech House,,hne,200能夠以一種黑箱封裝的模式訪(fǎng)問(wèn),并交換各個(gè)系統中[2 Harrington H J, Esseling Eeik K C, van Nimwegen H的產(chǎn)品工藝信息。以這一方法為基礎的工藝信息集成 Business process improvement workbook: documentation, analysis框架是實(shí)現CAPP、CAM、 PDM ERP和MS等系統緊 design and management of business process improvement. New密、快捷集成的一種有效方案,成果相當明顯,大大地York McGraw-Hill Companies, Inc, 1997.[3] Michael Hammer, Stanton S A. The reengineering revo-提高了企業(yè)的設計、制造輔助系統間信息交換的效率, lution. New York: Harper-Collins Publishers,lmc,19推動(dòng)了企業(yè)制造流程信息化的進(jìn)步。[4] Kaplan R S, Norton D P. The balanced scorecard參考文獻Boston: Harvard Business school Press, 1996[5 Porter M E, What is strategy? Harvard Business ReviewI]王細洋,計算機輔助零件工藝過(guò)程設計原理.北京:航1996(6)空工業(yè)出版社,2004[6 Anupindi Ravi, Chopra Sunil, Deshmukh S D, et al. ie[2] Zhang S, Shen W, Ghenniwa H. A review of inteme業(yè)流程管理梅紹祖蔣梨利,譯.北京:清華大學(xué)出版社,2003based product information sharing and visualization. Computers in[7 Kaplan R S, Norton D P. Strategy maps: converting inIndustry,2004,54:1-15tangible into tangible outcomes. USA: Harvard Business School3]賈曉亮,張振明,基于 CAPPFramework的工藝信息系Publishing Corporation, 2004統機械設計與制造,20004):11-138]布賴(lài)恩L喬伊納.第四代管理:全新的經(jīng)營(yíng)觀(guān)念.王]桓永興.敏捷企業(yè)智能工藝信息系統關(guān)鍵技術(shù)研究:陽(yáng),譯.北京:中信出版社,20[D西安:西北工業(yè)大學(xué),2002φ泰平T,路易斯特T,舒克T.價(jià)值流管理張群韓良5]倪穎杰,許建新,司書(shū)賓,等基于PDM的企業(yè)工藝信智,譯大連:東北財經(jīng)出版社,2005息集成系統航空制造技術(shù),2002(5):45-46,65中國煤化工幸戰略北京:經(jīng)濟管理出責編哌智依然)版社CNMHG(責縮立十)78航空制造技術(shù)·2008年第2期