工序模型驱动的工艺设计方法

空间控制技术与应用Aerospace Con tro l and Applicati o n 第34卷 第1期2008年2月模型驱动的嵌入式系统设计吴一帆,张毅玲,周世安(北京控制工程研究所,北京100080)摘 要:随着嵌入式系统设计周期越来越短,功能越来越复杂,越来越多领域的设计人员参与设计,市场需求导向致使需求变更越来越多,以传统文档形式的需求来驱动开发已根本不能满足时间和成本方面的要求。

本文提出了采用可执行模型、动态需求规格和接口控制文档共同作用的驱动嵌入式系统设计方法,它能够较好地满足目前系统设计的要求。

在文中,我们首先介绍了当前嵌入式系统设计中存在的一些问题,然后介绍了模型驱动设计的方法、语言和优点,并对动态需求规格和接口控制文档的执行给出了建议,最后得出模型驱动的嵌入式系统设计是一种行之有效途径的结论。

关键词:模型驱动;统一建模语言;动态需求规格;接口控制文档中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674 1579(2008)01 0060 05M ode lD ri ven Em bedded Sy ste m D eve l op m entWU Y ifan,Z HANG Y ili n g ,ZHOU Sh ian(B eijing Institute o f Control Engineeri n g,B eijing 100080,China)Abst ract :This paper presen ts a m e t h od for developm ent of e m bedded syste m s .It addresses issues ho w to desi g n a m ulti technolog ies syste m w ith he l p o fm ode,l specs and interface contro l docum ents(I C D ).Theex isti n g proble m s w ith the desi g n are first analyzed .Then the paper addresses the issues that m ode,l acti v e specs and I CD can drive the deve l o pm ent o f e m bedded syste m s effectively during t h e design phase .F i n all y ,so m e usef u l conclusions for t h e e m bedded syste m developm en t driven by m odel are g i v en .K eyw ords :m ode l dri v en ;UM L ;active spec ;I CD收稿日期:2007 12 09作者简介:吴一帆(1972-),男,四川人,高级工程师,研究方向为电子线路设计(e ma i:l w uy @f bice .org .cn)。

一种三维工艺知识多粒度表示与重用方法研究孙璞;侯俊杰;石倩;刘骄剑;徐士杰【摘要】针对三维工艺设计以工序模型为核心驱动工艺设计的过程特点,提出了一种三维工艺知识多粒度表示与重用方法.首先,分析了三维工艺知识的组成,明确了工艺知识所包含的信息成分.其次,根据三维工艺设计的过程特点,提出了一种基于三级多叉树的工艺实例知识表示方法,实现了工艺知识在不同粒度的有效表示.并基于该知识表示方法,以知识节点作为检索实例,在不同知识粒度上运用基于实例的推理(Case-Based Reasoning,CBR)方法实现了工艺知识的检索重用.最后,运用实例验证了该方法的有效性.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】5页(P97-101)【关键词】三维工艺设计;工艺知识表示;工艺知识重用;三级多叉树;知识节点;基于实例推理【作者】孙璞;侯俊杰;石倩;刘骄剑;徐士杰【作者单位】中国航天系统科学与工程研究院,北京100048;中国航天系统科学与工程研究院,北京100048;中国航天系统科学与工程研究院,北京100048;中国航天系统科学与工程研究院,北京100048;中航飞机股份有限公司西安制动分公司,西安713100【正文语种】中文【中图分类】TP391.7工艺设计由于过程复杂、经验性强、涉及面广，致使其对知识的依赖性强[1]。

因此，企业不仅需要对工艺知识加以有效的表示和存储，更需要工艺知识的高效重用。

重用经验知识，不仅可以缩短设计周期、提高设计质量，还有利于促进工艺的继承性和标准化[2]。

随着基于模型的定义（M o d e l - B a s e d Definition,MBD）技术的深化应用，基于MBD的维工艺设计逐渐得到了研究与应用。

与传统二维工艺相比，基于MBD的维工艺以中间工序模型作为工艺演进过程中的知识载体，使得工艺知识与维模型的联系更紧密，工艺知识的表现形式更直观，工艺设计的过程更高效。

《冲压工艺与模具设计》课程标准一、课程名称：冲压工艺与模具设计二、课程性质、学分、学时本课程是模具设计与制造专业的一门核心专业课程。

它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计有机融合，综合性和实践性较强的课程。

通过学习本门课程使学生掌握冲压工艺的基本知识，掌握冷冲模基本类型和结构，使学生能熟练地设计一般冷冲压模。

本课程共120学时4学分，适用于中职模具设计与制造专业层次教学使用。

三、课程设计思路本课程是一门重要的专业课，在开设本课程前，必须学完机械制图、CAD、金属材料、工程力学、公差配合与技术测量、机械设计、机械制造基础等专业基础课程。

本课程以模具设计与制造专业的职业能力培养为重点，基于工作过程进行教学内容设计，开发学习情景，将课堂延伸到一线工作岗位，“教、学、做”相结合，实施工学交替的“任务驱动”式教学，选择突出学生主作用的教学方法与教学手段，突出考核多元化，教师学生共同参与考核，重在过程考核。

同时分析冲压模具设计与制造职业岗位任职要求，将职业岗位工作任务融入教学内容。

四、课程教学目标通过本课程的学习，1、学会各冲压工艺的实施过程、加工特点和应用场合。

2、学会冲压模具各组成零件结构以及设计冲压模具。

3、学会设计冲压零件的工艺过程。

五、课程学习内容与项目学习目标六、课程考核办法本课程成绩由三部分组成：课程平时表现10%，课程中段考试30%，课程起码考试60%。

七、课程建议1、教学建议：建议学习过程多应用模具模型展现和应用多媒体教学手段来提高学生的直观认识，教学效果采用校内教师、师生互评相结合方式进行。

校内教师评价由督导处、教务处和同行教师来完成，主要评价任课教师的教学态度是否严谨负责，教学目标是否明确、切合实际，教学内容是否准确、教学方法是否适当；师生互评是课程评价的基础，通过师生互评可以提高教学质量。

2、教材建议：建议使用人民邮电出版社出版，欧阳波仪编著的《冲压工艺与模具结构》进行教学。

传统的飞机制造方法是运用物理样机进行制造过程中相关问题的分析与研究，其需要耗费大量的时间与精力。

在飞机制造方法不断优化的过程中，逐步从模拟量转化为数字量的飞机研制生产模式，后又转化为现代化研制模式，目前，在三维数字化设计制造技术支持下，已建立起基于建模与仿真的科学设计模式。

一、基于模型定义（MBD ）的工艺数字样机体系建立的意义1.三维数字化设计制造一体化集成应用体系尚未构建完成。

现阶段，本国的飞机制造工艺尚处于发展阶段，与西方国家相比，仍有不小差距，目前，在飞机数字化制造的整个过程中未能实现三维建模技术的完全融合，并且基于模型定义技术的产品定义研究并未完成，还未建立起基于模型定义的数字化工艺设计与产品制造模式，模型设计技术并不完善、制造工艺以及管理能力仍需进一步提升，集设计、制造于一体的三维数字化集成应用体系的构建尚需时日。

2.制造协调信息描述方式与制造模式不匹配。

基于模型定义的三维数字化设计制造能力有利于推动企业研制能力的变革，现已成为相关企业竞争能力提升的关键。

现阶段，已逐步应用模型定义进行产品前端设计，并且采用三维数字模型进行设计信息的有效传递，然而在工艺设计过程中，制造协调相关信息的描述主要是运用文字与图形的二维表达方式，这与目前先进的制造模式并不匹配。

二、飞机工艺数字样机分析工艺数字样机是对飞机整机或子系统及其下级节点的工艺数字模型按照BOM 组织起来的完整集合，它不仅反映了飞机的功能属性，同时还反映了飞机的工艺属性。

其中，飞机工艺数字模型是工艺协调依据模型与飞机设计模型线性叠加的结果。

它不仅反映了设计意图，同时反映了零组件的装配与机加特性；它作为制造与装配的依据，指导技装、专业厂等进行工序模型、工装模型的详细构建。

工艺协调依据模型则是在设计数字模型的基础上，采用MBD 方法对工艺协调依据信息进行规范化建模、数字化描述、结构化组织的结果，它只反映飞机制造协调依据信息。

三、飞机工艺数字样机建模的关键技术分析1.飞机制造协调依据的分类与总结。

工序模型驱动的工艺设计方法田富君;田锡天;耿俊浩;张振明【摘要】通过分析目前三维环境下工艺设计存在的问题,在工艺设计过程中引入工序模型的概念,并提出了工序模型驱动的工艺设计方法.该方法从零件设计模型到毛坯模型逆向生成零件的加工工序,每规划一道工序,生成一个工序模型,然后基于该工序模型进行下一道工序的规划.在工序模型驱动的工艺设计过程中,加工特征识别、加工元生成以及加工元聚类是影响工艺自动规划的关键,为此,对基于工序模型的混合加工特征识别、基于知识的加工元生成以及基于模糊C-均值的加工元聚类进行了深入的研究.以某型号飞机双面大框零件为例,讨论了所提方法的应用过程,为三维环境下的工艺设计提供了一种新思路.%analyzing the existing problems of process planning based on three-dimensional model, definition of process model was introduced into the process planning, and a process planning method driven by process model was put forward. Contrary to traditional method, this method generated machining process from part design model to blank model, in each designing process, a process model was generated, and then the next process based on this process model was designed until the whole process planning was completed. In the procedures of the method, machining feature recognition, machining element generation and machining element cluster were the key elements to influence the automatic process planning. Therefore, a further study on hybrid interactive feature recognition based on process model, a machining element generation method based on knowledge and a machining element clustering method based on fuzzy C-means wereimplemented. An example of complicated airplane part was taken to discuss the application procedure of the proposed method, which provided a new theory for the process planning based on three-dimensional model.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2011(017)006【总页数】7页(P1128-1134)【关键词】计算机辅助工艺设计;工序模型;特征识别;加工元;模糊C-均值聚类;产品开发【作者】田富君;田锡天;耿俊浩;张振明【作者单位】西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所,陕西西安710072;西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所,陕西西安710072;西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所,陕西西安710072;西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TH166;TP3910 引言随着全球化市场的形成与互联网技术的发展,产品开发呈现出网络化、协同化和虚拟化三个方面紧密结合的发展趋势。

产品与技术解析我国先进工艺切削技术的差距与基于可调模型的系统工程的技术对策上海敖智信息有限公司南京能新电力实业有限公司兰州电务段范亚炯杨芸于帆我国制造业的规模与总量已进入世界前列，成为全球制造大国，但发展模式仍比较粗放，核心工艺技术创新能力薄弱，先进工艺切削技术相对制造强国仍有较大差距。

以精密、高效、低成本、绿色为特征的现代现代先进切削技术，在发达国家已成为先进制造业主体技术群的关键技术，综合效应得到空前提高。

相比我国引进的许多高档数控机床和先进刀具却未充分发挥效益。

如何抓住机遇，迎接挑战，以更快的速度、更高的质量、更低的成本、更少的消耗实现刀具核心工艺切削技术的全面突破与飞跃，需要我们尽快熟悉正向设计全面创新的过程要求，并建立、健全相应的机制与对策。

我国制造业的规模与总量已进入世界前列，成为全球制造大国，但发展模式仍比较粗放。

核心工艺技术创新能力薄弱，先进工艺切削技术相对制造强国仍有较大差距。

以精密、高效、低成本、绿色为特征的现代现代先进切削技术，在发达国家已成为先进制造业主体技术群的关键技术，综合效应得到空前提高，相比我国引进的许多高档数控机床和先进刀具却未充分发挥效益。

可能侧重于逆向工程的跟踪研仿，未注重于正向设计可调式刀具的自主创新是其原因之一。

如何抓住机遇，迎接挑战，以更快的速度、更高的质量、更低的成本、更少的消耗实现刀具核心工艺切削技术的全面突破与飞跃，需要我们尽快熟悉正向设计全面创新的过程要求，并建立、健全相应机制与对策。

一、可调式刀具正向设计1．功能分解与系统综合的创新特征相对不可调刀具，可调式刀具技术的含量与复杂程度将越来越高，为缩短研发周期、降低成本，工艺切削设计需在早期综合考虑刀具的一维模型、三维模型、控制模型等，并在概念阶段对产品的架构进行验证和优化，以在研发早期发现和解决工艺切削系统高层设计中适应现代制造业的新要求与新问题。

基于可调模型的现代刀具应用系统工程（MBSE）的解决方案，为刀具的研制与应用提供了一个模型驱动的系统工程工作环境，即从现代工艺切削系统的需求阶段开始即通过模型（而非文档）的不断演化、迭代，实现刀具全生命周期的系统设计，为各节点提供一个公共、通用、无二义性的信息交流平台。

浅谈工艺BOP的构建及应用摘要：基于Teamcenter系统，在一体化的设计工艺研发环境下，构建面向工位的制造BOM，搭建基于零部件的结构化工艺数据即工艺BOP，实现产品零部件的模块化、标准化、系列化工艺，从源头上有效降低产品工艺技术准备环节所带来的附加成本，实现高效快捷的数字化工艺规划，以新技术的发展为驱动，助力企业数字化和智能化转型。

关键词：制造BOM结构化工艺工艺BOP引言在工业 4.0 时代，全球数字经济发展按下了快进键，数字技术与实体制造业正在加速融合，我国《“十四五”数字经济发展规划》提出，要以数据为关键要素，以数字技术与实体经济深度融合为主线，协同推进数字产业化和产业数字化，助力传统产业转型升级，培育产业新业态新模式。

一大批新的理念、技术不断涌现，智能制造、数字化工厂等成为热门词，各个行业都在积极探索数字化转型发展之路。

对于制造型企业实施数字化转型而言，工艺至关重要，它将设计师的设计理念转换成制造语言，是连接设计与制造的桥梁。

1工艺BOP概述工艺BOP（Bill Of Process，工艺清单），又称为结构化工艺。

包含了产品工艺流程，及工位所需物料、设备、工装、工具、人员、时间、物流流向、作业方法、质量控制、产品过程控制、设备参数、防差错、安全等，是数字化工厂的核心数据。

2企业实施工艺BOP的意义传统的工艺文件使用WORD、EXCEl或者开目软件编制，输出为PDF文档，操作员工在生产现场使用的是打印后的纸质文件。

这种工作方式无法将工艺与实际操作过程有机结合，使得工艺对生产现场的指导停留在“纸面”上。

结构化工艺是将所有的工艺参数，都以数据库字段值的形式，挂在一棵结构树上，使得工艺参数既可以用报表的形式输出成为工艺文件，又可以传递给下游ERP、MES等执行系统，实现工艺的结构化改造。

3工艺BOP在企业数字化转型中的应用我公司基于西门子公司Teamcenter系统制造工艺规划器，对现有的工艺BOM 和标准作业指导书文件进行重构，搭建面向工位的制造BOM和结构化工艺，为企业实施精益制造生产管理系统（MES），提供精细化和结构化的工艺数据。