压力容器参数式CAPP系统的研究和实现
摘要
本文在研究压力容器制造工艺参数化的基础上，采用CAPP的工作原理和专家系统的设计方法，综合检索式、派生式和创成式CAPP的特点，以实用为研究目标，按照软件工程的设计思想，设计实现了一个压力容器参数式CAPP系统。
本文主要的研究内容如下：
(1) 研究压力容器工艺信息的参数化表示方法，分析工艺参数的获取途径，实现工艺内容的参数化设计；同时研究并实现工时定额的自动生成。
(2) 研究压力容器的展开算法，实现由设计参数驱动的工艺规格参数的自动生成。
(3) 研究压力容器的编码，分析基于事例的知识表达及推理，实现基于编码和推理的工艺内容的自动生成；设计基于焊接规则的计算机推定模型，实现焊接工艺的自动生成。
(4) 研究信息集成与数据集成，实现系统的全自动化的信息和数据的处理。
(5) 研究关系数据库技术在压力容器制造工艺中的应用，建立一个实用的包含压力容器设计信息和制造工艺信息的关系数据库系统。
系统通过编码模块和推理模块实现零件的工艺内容的推理和决策，通过设计参数驱动获得工艺规格参数，在创建产品工艺的时候既可以提高工艺编制效率又能避免人工输入出现的差错，有效地优化了数据库资源，缩短了产品生产的周期，提高了产品的质量，实现了在整个设计过程中数据的完整性、统一性，为企业整个信息系统的统一优化管理提供了有利保证。
系统具有参数化设计、智能化推理、全自动的信息和数据集成的特点。系统研究并采用的参数化设计和设计参数驱动工艺规格参数的自动获取的方法、以及实现数据的集成，为企业未来定制CAPP系统的开发提供一个可扩展性平台，对结构上具有很大的相似性、设计参数作为整个系统核心的产品的CAPP系统设计均具有一定的适用性和参考价值。目前，该系统已经成功应用于浙江菲达科技环保有限公司压力容器的工艺设计中，并取得了较为满意的效果。
Based on the research of the parametric manufacture technics of the pressure vessel. The woking principle of CAPP and design method of the expert system are also applied into the system design, which synthesize the characteristic of searches CAPP> derive CAPP and creative CAPP. According to the thought of the software project design, a parametric CAPP system of pressure vessel in practice is designed and realized.
The main research content of this paper includes five sections, as follow:
(1) Study the expression method of the technics information of the pressure vessel, analyse the obtaining way of the technics parameter, realize the parametric design of technics content and the automatic generation of the hour norm.
(2) Study the expansion algorithm of the pressure Vessel, realize the automatical generation of the technology specification parameter driven by the design parameter
(3) To realize the automatical generation of technology contents based on code and reasoning, research the code of the pressure Vessel and analyse the knowledge expression and reasoning based on pattern.To realize the automatical generation of the welds technology , design the computer infer models based on the weld regular.
(4) Research the integration of data and system, to realize automatical processing of information and data of the system.
(5) Make a research on the application of the relation technology, which is applied in the manufacture technics of the pressure vessel, and build an applied relation database, which includes design information and manufacture technics information of the pressure vessel.
The system realizes the reasoning and decision-making of the technology content using code module and reasoning module. Taking of the technology specification parameter driven by the design parameter, prevent from the mistake of artificial input , improve the technology workout efficiency as well as while establishing products technology. Have optimized resources of the data base, shortenned the cycle for production, and improved the quality of the products. Have realized the integrality and unity of the data in the whole design
process, Have offered the favorable assurance for unity optimum management of the whole information systems of enterprises.
The system has characteristic of intelligent reasoning, parameter designing, automatical information and data integration, researching and adopting the method of parameter design method and automatical taking technology specification parameter driven by the design parameter in this system, the whole design thoughtway of the system have certain suitability and reference value for the design of CAPP systems of products that are similar in the structure and the design parameter is regarded as the kernel of the whole system. At present, the system is successfully used in the pressure Vessel technology design of a enterprise, and has gained the comparatively satisfied result.
本文主要的研究内容如下：
(1) 研究压力容器工艺信息的参数化表示方法，分析工艺参数的获取途径，实现工艺内容的参数化设计；同时研究并实现工时定额的自动生成。
(2) 研究压力容器的展开算法，实现由设计参数驱动的工艺规格参数的自动生成。
(3) 研究压力容器的编码，分析基于事例的知识表达及推理，实现基于编码和推理的工艺内容的自动生成；设计基于焊接规则的计算机推定模型，实现焊接工艺的自动生成。
(4) 研究信息集成与数据集成，实现系统的全自动化的信息和数据的处理。
(5) 研究关系数据库技术在压力容器制造工艺中的应用，建立一个实用的包含压力容器设计信息和制造工艺信息的关系数据库系统。
系统通过编码模块和推理模块实现零件的工艺内容的推理和决策，通过设计参数驱动获得工艺规格参数，在创建产品工艺的时候既可以提高工艺编制效率又能避免人工输入出现的差错，有效地优化了数据库资源，缩短了产品生产的周期，提高了产品的质量，实现了在整个设计过程中数据的完整性、统一性，为企业整个信息系统的统一优化管理提供了有利保证。
系统具有参数化设计、智能化推理、全自动的信息和数据集成的特点。系统研究并采用的参数化设计和设计参数驱动工艺规格参数的自动获取的方法、以及实现数据的集成，为企业未来定制CAPP系统的开发提供一个可扩展性平台，对结构上具有很大的相似性、设计参数作为整个系统核心的产品的CAPP系统设计均具有一定的适用性和参考价值。目前，该系统已经成功应用于浙江菲达科技环保有限公司压力容器的工艺设计中，并取得了较为满意的效果。
Based on the research of the parametric manufacture technics of the pressure vessel. The woking principle of CAPP and design method of the expert system are also applied into the system design, which synthesize the characteristic of searches CAPP> derive CAPP and creative CAPP. According to the thought of the software project design, a parametric CAPP system of pressure vessel in practice is designed and realized.
The main research content of this paper includes five sections, as follow:
(1) Study the expression method of the technics information of the pressure vessel, analyse the obtaining way of the technics parameter, realize the parametric design of technics content and the automatic generation of the hour norm.
(2) Study the expansion algorithm of the pressure Vessel, realize the automatical generation of the technology specification parameter driven by the design parameter
(3) To realize the automatical generation of technology contents based on code and reasoning, research the code of the pressure Vessel and analyse the knowledge expression and reasoning based on pattern.To realize the automatical generation of the welds technology , design the computer infer models based on the weld regular.
(4) Research the integration of data and system, to realize automatical processing of information and data of the system.
(5) Make a research on the application of the relation technology, which is applied in the manufacture technics of the pressure vessel, and build an applied relation database, which includes design information and manufacture technics information of the pressure vessel.
The system realizes the reasoning and decision-making of the technology content using code module and reasoning module. Taking of the technology specification parameter driven by the design parameter, prevent from the mistake of artificial input , improve the technology workout efficiency as well as while establishing products technology. Have optimized resources of the data base, shortenned the cycle for production, and improved the quality of the products. Have realized the integrality and unity of the data in the whole design
process, Have offered the favorable assurance for unity optimum management of the whole information systems of enterprises.
The system has characteristic of intelligent reasoning, parameter designing, automatical information and data integration, researching and adopting the method of parameter design method and automatical taking technology specification parameter driven by the design parameter in this system, the whole design thoughtway of the system have certain suitability and reference value for the design of CAPP systems of products that are similar in the structure and the design parameter is regarded as the kernel of the whole system. At present, the system is successfully used in the pressure Vessel technology design of a enterprise, and has gained the comparatively satisfied result.
引文
1．徐云杰、胡树根、黄长林，设计参数驱动的压力容器零部件工艺流转卡生成方法，机械制造，2003(11)：16～18
2．徐云杰、胡树根、黄长林，压力容器CAPP系统的设计，现代制造工程，2004(待发于第6期)
3．黄乃康，CAPP技术发展现状与趋势，计算机辅助设计与制造，2001(4)：3～5
4．朱建霞，CAPP技术特征及发展动态，武汉理工大学学报·信息与管理工程版，2001(3)：108～109
5．严巍崎，现代CAPP的发展方向，机械工人(冷加工)，2001(2)：41
6．乔尚飞、魏艳红，计算机辅助焊接工艺设计应用现状，焊接，2002(7)：8
7. Levin JB、Dutta D, A Prototype CAPP System for Parallel Machining, Journal Of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 1996 (3): 406～414
8. Wang H-P、Wysk RA, Intelligent Reasoning for Process Planning, COMP IND, 1987 (4):, 293～309
9. Wang M-T、Waldron MB, Miller RA, Prototype Integrated Feature-Based Design and Expert Process Planning System for Turned Parts, INT.J.SYST.RES.AUTOM.APPLIC, 1991 (1): 7～32
10．张崇轲、朱志明、陈丙森，CAPP的发展现状和焊接结构件CAPP的开发方法，第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集，上海，2000：56～60
11. Utpal Bose, A cooperative problem solving frame work for computer-afded Process planning, Proceedings of the 32nd Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii,1999:1～9
12．王先逵，计算机辅助制造，北京：清华大学出版社，1999：126～127
13．宁汝新、赵汝嘉，CAD／CAM技术，北京：机械工业出版社，2001：89～94，117～127
14．蔡颖、薛庆、徐弘山，CAD／CAM原理与应用，北京：机械工业出版社，1998：160～195
15．刘振凯、贵忠华、蔡青，基于神经网络专家系统的电机智能CAD研究，计算机辅助设计与制造，1996(1)：30～32
16．李惠云、徐燕申、李树杭等，CAPP：概念、现状、存的问题及发展趋势，河北工业科技，2000(2)：51～55
17．府大兴，CAPP的发展状况及趋势，电子机械工程，2000(1)：6～8
18．邵新宇、张军、李培根等，面向并行工程的CAPP方法及关键技术研究，华中理工大学学报，1995(2)：10～13
19．唐敦兵、李东波、张世琪，面向并行工程的CAPP系统初步研究，机械与电子，1999(5)：46～47
20．陈卓华、石焕宇、加国才等，TZ-WCAPP计算机辅助工艺规程设计，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1992：19～29
21．吴国荣、谭晓林、杨松林，微机在锅炉制造工艺及焊接工艺管理中的应用，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1992：47～52
22．齐晓月、陈丙森、齐占月，大连起重机厂结构件制造工艺系统，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1996：84～90
23．魏艳红、张迎华、史剑新，基于Windows平台的焊接工艺设计专家系统，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1996：126～131
24．高永光、赵永新，计算机在焊接工艺编制中的应用，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1996：77～83
25．魏艳红、高增福、杨松等，图文并茂的焊接工艺评定管理系统PQRDBMS，计算机在焊接生产中应用的学术与技术交流会论文集，太原，1996：71～76
26．朱志平，基于Client／Server的焊接工艺文件编制与管理系统，哈尔滨工业大学硕士论文，2001：30～42
27．白远樯、朱志明、陈丙森，焊接结构件CAPP系统的通用化，第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集，上海，2000：85～89
28．宁汝新、徐弘山，机械制造中的CAD／CAM技术，北京理工大学出版社，1990
29．全国压力容器标准化委员会，GB 150-1998《钢制压力容器》，中国锅炉压力容器安全杂志社，1998
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33．中华人民共和国国务院，锅炉压力容器安全监察暂行条例，吉林人民出版社，2001
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39．高炳军、王洪海，椭圆封头几何形状讨论及展开面积计算，石油化工设备，1999(9)：25～28
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41．魏学祯、李新勇，合理制定工时定额促进生产率的提高，机械研究与应用，2001(3)：12～13
42．黄喜、王真星，CAPP中工时定额系统的研究与开发，电脑开发与应用，2002(9)：2～3
43．易树平、盖旭昌、许香穗，计算机辅助工时定额系统的研制，重庆大学学报，1992(2)：65～70
44．曹山河、罗玉平、夏巨谨，CAPP系统关系数据库的设计，锻压技术，2001(5)：61～63
45．崔巍，PowerBuilder8.0[M] ，清华大学出版社，2002年第一版。
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54．印鉴、李师贤，一种基于事例推理的检索模型，中山大学学报(自然科学版)，1999(3)：1～5
55．许之伟、刘文剑、常伟，工艺设计中面向对象的事例表示和事例检索模型，中国机械工程，2002(4)：676～679
56．李祥、袁国华、周雄辉、阮雪榆，基于事例推理的冲突消解系统研究，机械科学与技术，2001(1)：22～23
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61．胡小建、徐道荣，压力容器弧焊工艺参数推定系统，压力容器，2001(5)：27～29
62．胡小建、徐道荣、解正瑞、王云，压力容器焊接坡口选择的推定系统，合肥工业大学学报(自然科学版)，2002(2)：76～78
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65．高磊、王君英、王挺吴、王静蕾，以Pro／E产品结构树为基础的CAAPP，机械设计与制造，2001(4)：33～35
66．林晓凡、马训鸣、林琳，CIMS下的企业工艺信息系统研究，2003(1)：75～77
67．顾琳、刘文剑、常伟、杨乐民，基于中介信息元的CAD／CAPP信息集成技术研究，中国机械工程，2001(11)：1269～1272
2．徐云杰、胡树根、黄长林，压力容器CAPP系统的设计，现代制造工程，2004(待发于第6期)
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67．顾琳、刘文剑、常伟、杨乐民，基于中介信息元的CAD／CAPP信息集成技术研究，中国机械工程，2001(11)：1269～1272
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