李耐銳，陳興虎，關(guān)煜杰，張康華，楊武成，梁 勇

（1.中國航空綜合技術(shù)研究所，北京100028；2.西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710000；3.西安航空學(xué)院，西安 710077）

在工業(yè)產(chǎn)品制造領(lǐng)域，面對客戶多樣化、個(gè)性化的需求，零件的“多品種、小批量”生產(chǎn)已成為制造業(yè)的主要形態(tài)，隨之帶來的是產(chǎn)品零件類型越來越多，零件圖樣和制造工藝信息量大大增加且信息之間的關(guān)系紛繁復(fù)雜，大大提高了零件信息分類、工藝知識管理、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織以及技術(shù)文件管理的難度。

國內(nèi)外的一些先進(jìn)制造企業(yè)，尤其是汽車制造行業(yè)，利用成組技術(shù)，同時(shí)結(jié)合工藝數(shù)據(jù)與知識的信息化管理手段，較好地解決了“多品種、小批量”零部件生產(chǎn)水平提升問題，實(shí)現(xiàn)了零部件柔性、流水線式的精益生產(chǎn)模式。近30年來，國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家基于成組技術(shù)，將其與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建了整個(gè)工藝過程自動化的柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS）[1]。

面對未來新型及智能制造模式的快速發(fā)展趨勢，國外主要工業(yè)大國都采取了相關(guān)技術(shù)措施來加快這一轉(zhuǎn)變，其中德國工業(yè)研究機(jī)構(gòu)提出的“工業(yè)4.0”制造模式，針對技術(shù)手段、方法以及基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同制造模式的規(guī)劃最為全面。特別值得注意的是，它提出了工業(yè)生產(chǎn)水平提升的先決條件就是構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，即實(shí)現(xiàn)“智能制造”模式的最核心、最底層的要素就是作為基石的與產(chǎn)品對象相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化工藝數(shù)據(jù)與知識，以及標(biāo)準(zhǔn)化的流程和架構(gòu)，并通過標(biāo)準(zhǔn)化、信息化手段將其固化在企業(yè)信息化平臺中。

為了對接“中國制造2025”規(guī)劃，我國相關(guān)工業(yè)主管部門針對制造業(yè)已著手規(guī)劃“強(qiáng)基工程”，特別提出了“工藝強(qiáng)基”的發(fā)展路徑。作為整個(gè)制造系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，除了基礎(chǔ)工藝技術(shù)的強(qiáng)化之外，還應(yīng)將企業(yè)多年積淀的基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)工藝信息和基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)知識進(jìn)行分類整理，并輔之以信息化手段，促進(jìn)工藝設(shè)計(jì)效率和生產(chǎn)水平的提升，進(jìn)而加快實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造模式向新型/智能制造模式的轉(zhuǎn)變。

當(dāng)前，要想加快生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型，核心任務(wù)就是建立企業(yè)制造知識系統(tǒng)以加強(qiáng)對制造工藝知識的管理。目前，國內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)針對企業(yè)制造知識管理系統(tǒng)的框架模型、體系結(jié)構(gòu)、功能構(gòu)成以及系統(tǒng)實(shí)施、自重構(gòu)等方面進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[2]提出制造企業(yè)知識管理系統(tǒng)應(yīng)具備知識的共享、采集、挖掘、創(chuàng)新、評估、開發(fā)等功能，文獻(xiàn)[3]通過對基于先進(jìn)制造模式的知識網(wǎng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)機(jī)理研究，提出了知識網(wǎng)的約簡理論，以優(yōu)化自重構(gòu)后的新知識網(wǎng)。這些文獻(xiàn)針對制造知識系統(tǒng)的基本功能、內(nèi)在結(jié)構(gòu)機(jī)理進(jìn)行了研究，但沒有針對某一行業(yè)給出具體的制造知識系統(tǒng)構(gòu)建方法與途徑。文獻(xiàn)[4]針對汽車行業(yè)發(fā)動機(jī)零件再制造過程的工藝知識信息管理系統(tǒng)，提出了工藝知識分類的原則、方法以及編碼體系。本文結(jié)合成組理論，聚焦航空零件的制造工藝知識，從零件結(jié)構(gòu)相似性、材料相似性、工藝相似性3個(gè)主要維度研究航空零件成組制造知識系統(tǒng)構(gòu)建的方法與途徑，以期為航空制造企業(yè)提高工藝知識管理水平和工藝設(shè)計(jì)效率，促使其轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式提供參考。

1 生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化基本途徑

國內(nèi)相關(guān)航空制造企業(yè)針對“中國制造2025”的發(fā)展戰(zhàn)略，也提出了大力發(fā)展基礎(chǔ)制造工藝技術(shù)，加強(qiáng)基礎(chǔ)工藝信息標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用，進(jìn)而打通產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。同時(shí)，各航空制造企業(yè)推進(jìn)的運(yùn)營管理體系的構(gòu)建與實(shí)施，其核心是將先進(jìn)的管理工具、方法、規(guī)則嵌入經(jīng)梳理、優(yōu)化后的流程，形成一套規(guī)范體系，并以信息化的手段固化下來?；凇岸嗥贩N、小批量”產(chǎn)品的生產(chǎn)組織方式的轉(zhuǎn)變，離不開基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作以及生產(chǎn)模式的梳理和再造，而“成組技術(shù)”作為一種高效的工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式與流程優(yōu)化方法，是工藝設(shè)計(jì)效率、生產(chǎn)組織方式和流程提升的重要保障[5]，而零件分類編碼規(guī)則建立、零件特征邏輯關(guān)系確立、基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施以及相關(guān)知識系統(tǒng)的開發(fā)又是成組技術(shù)實(shí)現(xiàn)的必由之路，具體實(shí)施路徑見圖1。

圖1 基本途徑Fig.1 Basic approach

2 系統(tǒng)應(yīng)用邏輯

目前，國內(nèi)外開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAPP）從工藝決策方式上主要可分為修訂式（派生式）CAPP系統(tǒng)、創(chuàng)成式（生成式）CAPP系統(tǒng)以及半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)。修訂式CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用原理是基于成組技術(shù)，對零件分類、歸族，建立典型（標(biāo)準(zhǔn)）工藝規(guī)程，并據(jù)此通過程序以自動或人機(jī)交互方式派生出新零件的工藝規(guī)程（或制造指令，F(xiàn)O）。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是將工藝設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)用的推理和決策方法轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的決策模型、算法及程序代碼，系統(tǒng)自動生產(chǎn)零件工藝規(guī)程。近些年來，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，以知識庫加推理機(jī)為特征的CAPP專家系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。對于創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)來說，由于自動化的特征而使其缺乏柔性，局限了應(yīng)對生產(chǎn)條件變化時(shí)的能力。國外在CAPP系統(tǒng)研發(fā)中，逐漸傾向于“輔助”而不是“自動化”，同時(shí)提出了交互式工藝設(shè)計(jì)概念[6]。

鑒于航空產(chǎn)品（零件）的“多品種、小批量”、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造流程長、管理環(huán)節(jié)多的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)航空制造企業(yè)的型號研制程序、基礎(chǔ)工藝、生產(chǎn)模式以及制造系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置等方面的現(xiàn)狀，研究并確立以航空零件加工工藝和流程為導(dǎo)向的零件信息分類編碼與規(guī)則、內(nèi)在邏輯關(guān)系、工藝知識與實(shí)例；同時(shí)，建立支持工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)并輔以工藝設(shè)計(jì)知識參考的零件成組制造知識系統(tǒng)，既能滿足按型號產(chǎn)品研制階段的工藝設(shè)計(jì)需求，又滿足制造系統(tǒng)各職責(zé)單元的管理要求，其應(yīng)用邏輯關(guān)系見圖2。零件成組制造知識系統(tǒng)在功能上既要實(shí)現(xiàn)對CAPP系統(tǒng)的輔助（在工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)階段輔助編制工藝規(guī)程或FO），又能使工藝設(shè)計(jì)人員在工藝設(shè)計(jì)不同階段或?qū)Σ煌慵に囆畔⑻幚頃r(shí)實(shí)現(xiàn)交互式工藝設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)構(gòu)建原則

圖2 系統(tǒng)應(yīng)用邏輯Fig.2 Applied logic of system

航空零件成組制造知識系統(tǒng)開發(fā)是基于航空制造企業(yè)承擔(dān)的型號研制任務(wù)、產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝系統(tǒng)運(yùn)作模式、生產(chǎn)組織方式、基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn)化和信息化平臺應(yīng)用情況等方面，從產(chǎn)品（零件）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)入手，對零件的各類信息進(jìn)行分類、定義與編碼，并建立邏輯關(guān)系和進(jìn)行基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作，據(jù)此進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)，具體構(gòu)建原則如下:

（1） 零件成組制造知識系統(tǒng)是一個(gè)跨型號應(yīng)用的系統(tǒng)。在系統(tǒng)構(gòu)建初期，可先選定某一型號作為樣本，對其零件進(jìn)行信息統(tǒng)計(jì)、分析與處理，在后續(xù)系統(tǒng)應(yīng)用、維護(hù)過程中，其他型號零件信息可不斷納入；

（2） 在對零件及零件特征分類、定義過程中，重點(diǎn)關(guān)注其與加工流程、制造資源（設(shè)備、工裝、工具）之間的關(guān)系，并可作為分類依據(jù)；

（3） 在對零件及零件特征進(jìn)行編碼過程中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品研制階段或工藝系統(tǒng)各單位職責(zé)進(jìn)行劃分，確定碼位間的邏輯關(guān)系（邏輯關(guān)系表或決策表）；

（4） 關(guān)注零件及零件特征分類編碼在零件工藝方案設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用；

（5） 關(guān)注零件及零件特征分類、定義過程中的工藝基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化和工藝管理標(biāo)準(zhǔn)化等工作，并關(guān)注其與產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的關(guān)聯(lián)和協(xié)同；

（6） 基于零件分類編碼架構(gòu)、碼位之間結(jié)構(gòu)、碼位內(nèi)信息布局，確定零件成組制造知識系統(tǒng)的人機(jī)交互功能實(shí)現(xiàn)方式、功能界面、信息要素、零件編碼結(jié)構(gòu)化表單以及工藝知識（策略）與系統(tǒng)的集成；

（7） 對于航空制造企業(yè)產(chǎn)品“多品種、小批量”的生產(chǎn)特點(diǎn)，諸如CAD、CAE、CAPP、PDM、ERP、MES等先進(jìn)技術(shù)與系統(tǒng)都有各自的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，單獨(dú)地應(yīng)用這些單元技術(shù)與系統(tǒng)不能發(fā)揮出企業(yè)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)從建立企業(yè)CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）集成角度，來考慮航空零件成組制造知識系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口關(guān)系[7]。

4 系統(tǒng)規(guī)則確立

依據(jù)零件成組制造知識系統(tǒng)按3級（或3階段）應(yīng)用的模式，并按照工藝系統(tǒng)中工藝設(shè)計(jì)各階段的需求，同時(shí)考慮生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，從零件的特征分類與定義、特征編碼、特征邏輯關(guān)系、基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn)化等維度，確立系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)則（或策略）。

4.1 零件特征分類與定義

零件分類以產(chǎn)品（零件）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為初始輸入信息源，這類信息主要以結(jié)構(gòu)化文本數(shù)據(jù)（如通用附注）、數(shù)據(jù)表（如EBOM、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表（Design Table））和幾何模型3種形式存在；按照信息屬性和行業(yè)習(xí)慣，將零件信息分為文本信息（即非幾何信息，也可稱“文本特征”）和幾何信息（也可稱“幾何特征”）。可以某型號飛機(jī)的零件作為調(diào)研、梳理和分析的樣本，利用成組技術(shù)的零件特征相似性分析方法，從結(jié)構(gòu)相似性、材料相似性、工藝相似性3方面進(jìn)行分析、分類與定義，并在系統(tǒng)構(gòu)建過程中不斷補(bǔ)充修改、完善、迭代并增加其他型號零件信息，同時(shí)為零件特征編碼提供信息輸入。

基于在工藝方案設(shè)計(jì)階段的零件成組制造知識系統(tǒng)的應(yīng)用，建立零件分類規(guī)則。主要依據(jù)零件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（EBOM、結(jié)構(gòu)化文本數(shù)據(jù)和幾何模型等）對其中的文本特征和幾何特征進(jìn)行分類與定義。文本特征主要包括零件結(jié)構(gòu)名稱、原材料（包括牌號、初始熱處理狀態(tài)、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、毛料尺寸等）、工藝信息（包括零件類型/加工方法、熱處理、表面處理和特殊檢查等要求）3部分，其中零件結(jié)構(gòu)名稱主要依據(jù)產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類；原材料依據(jù)零件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中給出的材料信息要素進(jìn)行分類并建立要素關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)考慮其他型號產(chǎn)品應(yīng)用和企業(yè)物料分類編碼系統(tǒng)的拓展與接口；工藝信息中，零件類型（或加工方法）的分類是基于設(shè)計(jì)系統(tǒng)和制造系統(tǒng)的共同認(rèn)知，熱處理、表面處理和特殊檢查主要依據(jù)企業(yè)現(xiàn)有工藝規(guī)范和型號專用工藝規(guī)范進(jìn)行分類。文本特征中的對稱性、單件重量、關(guān)鍵/重要特性等信息，可作為輔助特征處理。幾何特征分類首先考慮零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要素定義方式和習(xí)慣，并依據(jù)零件加工特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)要素的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分類與定義，如鈑金件的加強(qiáng)窩、彎邊減輕孔、下陷等。在對上述各類特征進(jìn)行的分類與定義過程中以零件特征分類表的形式記錄零件的分類數(shù)據(jù)和信息，并可將工藝知識備注在表中，作為系統(tǒng)零件信息（特征）中的工藝知識項(xiàng)。

基于在工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的零件成組制造知識系統(tǒng)的應(yīng)用，建立零件制造工藝規(guī)則。主要依據(jù)零件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝方案設(shè)計(jì)階段的零件特征分類以及各零件類型的典型（標(biāo)準(zhǔn)）工藝設(shè)計(jì)流程（包括工藝參數(shù)計(jì)算、工藝流程分析、交付狀態(tài)協(xié)調(diào)、資源分配等活動），并以生產(chǎn)線規(guī)劃和平衡為目標(biāo)，對工藝方法、熱處理工藝、表面處理工藝和特殊檢查工藝等文本特征進(jìn)行分類與定義，保證與上一級零件特征分類的繼承性。工藝方法的特征分類、定義應(yīng)與零件類型關(guān)聯(lián)，同時(shí)考慮企業(yè)工藝技術(shù)體系和多種工藝方法的組合。熱處理工藝、表面處理工藝和特殊檢查工藝主要依據(jù)企業(yè)現(xiàn)有典型工藝規(guī)程（或典型FO）進(jìn)行分類。

基于在工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的零件成組制造知識系統(tǒng)的應(yīng)用，建立零件加工流程規(guī)則。主要依據(jù)工藝方案設(shè)計(jì)階段、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的零件特征分類以及各零件類型（或幾何特征類）的典型（標(biāo)準(zhǔn)）加工流程（涉及路線分工、工序安排等）、生產(chǎn)加工單位（分廠、生產(chǎn)單元）設(shè)置等，并以生產(chǎn)能力平衡為目標(biāo)，主要對生產(chǎn)加工單位、操作要求、生產(chǎn)管理要求等文本特征進(jìn)行分類與定義，保證與上一級零件特征分類的繼承性；主要依據(jù)企業(yè)工藝現(xiàn)場布局、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)圖等進(jìn)行分類。

4.2 零件特征編碼

對應(yīng)工藝方案設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)3階段的零件特征分類信息，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有編碼系統(tǒng)（與其一致或建立必要的映射或邏輯關(guān)系）和應(yīng)用習(xí)慣進(jìn)行編碼，編碼規(guī)則優(yōu)先使用數(shù)字，需準(zhǔn)確、易識別并便于管理，并保證編碼無二義性、合理性、規(guī)范性和簡易性，同時(shí)考慮編碼可擴(kuò)展性[8]。

基于零件成組制造知識系統(tǒng)按工藝設(shè)計(jì)3階段（或3級）進(jìn)行構(gòu)建，各階段零件特征分類信息按“主碼+輔碼”方式設(shè)置，主碼碼段可分“基本碼+可變碼”，為某航空企業(yè)開發(fā)的飛機(jī)零件分類編碼第一級架構(gòu)示例見圖3?；敬a通常用于描述零件的基本特征/形狀（公共特征或頻度較高），一般碼段和碼位固定，如零件結(jié)構(gòu)名、零件類型、原材料等分編碼，以及幾何特征分編碼中的“零件類的基本（不變）幾何特征”編碼?？勺兇a用于描述變形特征（基本特征衍生）或附加特征，一般碼位固定，碼段不固定。輔助碼為預(yù)留位，可作為其他應(yīng)用系統(tǒng)在主碼基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充定義。其他兩級零件編碼架構(gòu)依據(jù)第一級方式構(gòu)建，且保證它們之間的信息繼承性。

圖3 第一級“零件分類編碼”架構(gòu)Fig.3 The first level architecture of parts classification coding

采用對零件特征進(jìn)行編碼的方式，不僅是為了便于零件生產(chǎn)的組織與管理，同時(shí)也是為了成組技術(shù)需要。借助零件編碼系統(tǒng)，可以反映出零件所包含的各類特征，故可以便捷地按工藝相似性、結(jié)構(gòu)相似性對零件進(jìn)行成組歸類，也為建立零件特征邏輯關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

4.3 基于成組制造的零件特征邏輯關(guān)系建立

基于零件特征編碼系統(tǒng)的構(gòu)建，不僅需建立各特征分編碼（碼段）中特征要素（碼位）的邏輯關(guān)系（如原材料分編碼中的材料牌號、供應(yīng)狀態(tài)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格等文本特征之間的邏輯關(guān)系），還需建立同一級（或同一階段）編碼中特征分編碼之間的邏輯關(guān)系（如原材料與熱處理要求、表面處理要求等分編碼之間的邏輯關(guān)系），甚至建立不同級（不同階段）編碼中相關(guān)特征分編碼之間的邏輯關(guān)系（如第一級編碼中的零件類型或幾何特征分編碼與第二級編碼中的工藝方法分編碼以及第三級編碼中的生產(chǎn)單位、操作要求等分編碼之間的邏輯關(guān)系）。各零件特征邏輯關(guān)系可以邏輯關(guān)系表（決策表）的形成固化下來，并為零件成組制造知識系統(tǒng)提供策略。

4.4 工藝基礎(chǔ)信息與工藝管理標(biāo)準(zhǔn)化

不管是在零件成組制造知識系統(tǒng)構(gòu)建初期的零件分類、零件特征定義、零件特征編碼等環(huán)節(jié)，還是通過成組技術(shù)對零件歸類、分析、確定零件特征邏輯關(guān)系，以及基于工藝設(shè)計(jì)過程各階段（或各級）的知識系統(tǒng)應(yīng)用的流程、權(quán)限、職責(zé)等要求，都涉及到大量基礎(chǔ)工藝的數(shù)據(jù)、術(shù)語、定義、原則、方法、策略以及知識，都需進(jìn)行不同層級的規(guī)范，如零件幾何特征的分類、定義以及分類原則與方法可按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)技術(shù)手冊進(jìn)行規(guī)范化處理，制定行業(yè)層面的規(guī)范性文件，而像工藝方法、生產(chǎn)單位、操作要求等的分類、定義可制定企業(yè)層面的規(guī)范性文件。同時(shí)，也能為零件成組制造知識系統(tǒng)提供結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和表單。

5 系統(tǒng)開發(fā)

針對零件分類、零件特征定義、零件特征邏輯關(guān)系以及成組制造知識系統(tǒng)應(yīng)用的流程、權(quán)限、職責(zé)的研究、分析，為零件成組制造知識系統(tǒng)開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；其中，形成的基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)、知識、策略等需導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，以數(shù)據(jù)庫作為知識存儲的載體，并不斷進(jìn)行維護(hù)和更新。文本特征實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動識別處理、人工校驗(yàn)，幾何特征通過自身屬性的特征定義、特征要素、特征參數(shù)及圖例界面指引方式達(dá)到人工輔助識別處理。知識系統(tǒng)架構(gòu)見圖4。

按產(chǎn)品（零件）工藝設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的3級（或3階段）知識庫創(chuàng)建的技術(shù)難點(diǎn)在于：

（1）基于不同零件特征分類信息的知識庫存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

（2）靜態(tài)數(shù)據(jù)與動態(tài)數(shù)據(jù)的處理；

（3）各零件特征邏輯關(guān)系的非結(jié)構(gòu)化知識和結(jié)構(gòu)化知識的表達(dá)?？蓪⒔Y(jié)構(gòu)化的知識關(guān)系進(jìn)行結(jié)構(gòu)表達(dá)，非結(jié)構(gòu)化的知識則采用語義等方法定義其關(guān)系屬性，建立本體模型，便于知識表達(dá)；同時(shí)將其整理成適合用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表存儲的格式。

基于零件成組制造知識系統(tǒng)的應(yīng)用，對不同職責(zé)的用戶進(jìn)行定義，并開放其相應(yīng)的系統(tǒng)功能權(quán)限，將自身相關(guān)的業(yè)務(wù)內(nèi)容與系統(tǒng)功能綁定，從而確定用戶在工藝設(shè)計(jì)不同階段的工作任務(wù)和責(zé)任；同時(shí)可使用流程引擎來驅(qū)動相關(guān)流程業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn)和進(jìn)行。例如，工藝設(shè)計(jì)人員通過調(diào)用知識庫信息對零件進(jìn)行合理成組并形成零件族，開展高效工藝設(shè)計(jì)。

基于對不同業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)需求的應(yīng)用場景分析，零件成組制造知識系統(tǒng)提供給其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用的接口方式可選擇Webservice，數(shù)據(jù)庫視圖或中間表3種方式中的一種或多種，依據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇與其相適應(yīng)的接口方式。

圖4 零件成組制造知識系統(tǒng)Fig.4 Parts manufacture knowledge system based on Group Technology

6 措施和建議

面向高效工藝設(shè)計(jì)的航空零件成組制造知識系統(tǒng)的構(gòu)建是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需針對航空制造企業(yè)“多品種、小批量”生產(chǎn)特點(diǎn)，梳理、分析、提煉大量的零件基礎(chǔ)工藝信息和工藝設(shè)計(jì)流程，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；同時(shí)，也要兼顧未來企業(yè)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的建立。相關(guān)措施和建議如下。

（1） 鑒于航空制造企業(yè)內(nèi)部積淀的大量基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)、知識以及“孤島”式的信息化和管理平臺的應(yīng)用現(xiàn)狀，并面向未來新型/智能制造模式和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)頂層規(guī)劃成組制造知識系統(tǒng)應(yīng)用邏輯和零件信息的分類、定義以及在系統(tǒng)中的應(yīng)用方式；

（2） 零件成組制造知識系統(tǒng)的運(yùn)行，離不開基礎(chǔ)工藝信息和工藝設(shè)計(jì)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域（層面）流程的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)建立典型工藝設(shè)計(jì)、典型工藝規(guī)范、典型工藝規(guī)程（或典型FO）和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書等規(guī)范性文件體系，也是當(dāng)前需解決的關(guān)鍵問題；

（3） 基于零件工藝信息的可擴(kuò)展性，零件成組制造知識系統(tǒng)應(yīng)具備柔性，即支持用戶自主定義和配置分類、屬性、編碼結(jié)構(gòu)等信息，支持維護(hù)和更新已有信息。

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