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基于O-O与STEP技术的制造环境和工艺计划模型研究及其工具开发

陈云  
【摘要】:对制造环境模型的研究是CIMS新的研究领域。制造环境包含了企业的生产组织和控制结构、企业资源和制造能力,是产品生命期的各个阶段需要共享的信息源。工艺计划作为CAPP系统的输出,是CAPP系统与其它应用系统进行信息交换的桥梁。因此制造环境模型和工艺计划模型的研究及其工具的开发不仅支持基于数据模型的系统体系结构的发展,而且是实现CIMS信息完整而一致的描述与交换的重要基础性工作。 由于制造环境和工艺计划信息繁多,构成复杂,传统的信息建模方法(如结构化分析法,实体一关系法)无法真正客观地描述制造环境信息和工艺计划信息。而面向对象技术和STEP技术的发展为制造环境建模和工艺计划建模提供了理论依据和技术手段。本文将面向对象技术与STEP技术有机地结合起来,研究制造环境模型和工艺计划模型,并开发了制造环境建模工具和工艺计划编辑工具。 本文第二章介绍了面向对象技术的基本原理。从建模观点、方法及表达工具三个方面深入分析了传统建模方法与面向对象建模方法的特点及其局限,提出了纯OOA方法和混合OOA法。并将STEP技术与面向对象技术有效地结合起来,进一步提出了基于STEP的面向对象建模方法,建立制造环境模型和工艺计划模型。 第三章采用上述建模方法,通过对制造环境客观世界的抽象,将制造环境抽取为结构定义子模型、资源定义子模型、能力定义子模型。从结构、资源、能力三个不同侧面描述了制造环境信息,并保证总体信息的一致性与完整性。在结构定义子模型中提出了具有若干递阶控制结构的结构子模型,使模型具有较强的通用性。在资源定义子模型中,定义了资源类型对象类和资源对象类,既描述了资源类型的共有的静态属性,又描述了特定资源的动态属性。从而客观地反映资源的信息,并满足应用需求。在能力定义子模型中,通过对工艺能力对象的抽取、定义及分类,与产品设计、工艺设计取得概念上的和分类的一致,有效地支持并行设计方法的研究。生产能力的抽取和定义,比较全面地反映制造实体的生产状态,支持生产计划的制订和工艺计划与生产计划集成方法的研究; 第四章根据STEP建模方法,建立了可选择工艺计划模型,充分考虑了制造环境的动态特性和产品制造的优化目标,使模型具有知识化和模块化的特点; 第五章分析了并行设计的实质和关键技术。采用面向对象方法建立了产品定义模型,在建立统一的数据模型如产品定义模型、制造环境的工艺能力模型、工艺计划模型的基础上,研究了并行设计的可制造性评价方法; 第六章在制造环境模型和工艺计划模型的基础上,研究了并行分布式CAPP与PPC集成方法; 第七章介绍了制造环境建模工具和工艺计划编辑工具; 第八章总结了本文的研究工作,并提出课题未来的研究方向。


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