一種用于離散制造業(yè)的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于離散制造業(yè)的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工藝技術(shù)及管理已從傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備為主，擴(kuò)大到產(chǎn)品的全生命周期，并形成制造系統(tǒng)工程，集成了機(jī)械加工技術(shù)和管理技術(shù)，向著工藝管理與設(shè)計(jì)并行化、集成化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)片面追求工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，難以在制造行業(yè)推廣應(yīng)用。而目前市場(chǎng)上的多數(shù)CAPP產(chǎn)品過(guò)分強(qiáng)調(diào)工藝規(guī)程卡片的編輯與管理，缺乏對(duì)工藝本身數(shù)據(jù)的分析，存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)工藝積累，及避免工藝設(shè)計(jì)重復(fù)等問(wèn)題，主要表現(xiàn)在:
[0003]I)忽視了對(duì)工藝規(guī)劃及設(shè)計(jì)過(guò)程的管理，難以對(duì)研發(fā)變更進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳遞與過(guò)程跟蹤；
[0004]2)抑制了工藝過(guò)程數(shù)據(jù)在產(chǎn)品研發(fā)生命周期中的樞紐作用，基于卡片的工藝數(shù)據(jù)封裝模式，增加了工藝階段向生產(chǎn)系統(tǒng)(ERP)數(shù)據(jù)集成的難度；
[0005]3)加劇了工藝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余，工藝卡片實(shí)例化而未經(jīng)抽象的數(shù)據(jù)組織方式?jīng)Q定了這種模式下工藝數(shù)據(jù)將會(huì)隨著企業(yè)應(yīng)用時(shí)間的增加而不斷的創(chuàng)造和復(fù)制大量的工藝卡片數(shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的有效積累和重用。
[0006]在結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理方面，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的文獻(xiàn)及專利進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所發(fā)明一種面向航天器總裝的三維結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該發(fā)明基于工藝文件進(jìn)行分冊(cè)規(guī)劃和工藝路線規(guī)劃，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)化的工藝文件結(jié)構(gòu)樹(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝文件結(jié)構(gòu)樹(shù)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的緊密關(guān)聯(lián)，以典型工藝語(yǔ)句為模板提高工藝編制效率。這種結(jié)構(gòu)化的工藝設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)組織方式，在一定程度上解決了工藝文件編輯和發(fā)放的不靈活問(wèn)題，但還是受限于傳統(tǒng)的工藝卡片文件限制，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)基于工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)化，在工藝數(shù)據(jù)的創(chuàng)建和管理方面還是基于工藝文件進(jìn)行了組合封裝，沒(méi)有從根本上解決工藝數(shù)據(jù)的管理冗余和上下游傳遞問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種用于離散制造業(yè)的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)方法，本發(fā)明基于工藝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理模式，面向企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備全過(guò)程，通過(guò)對(duì)制造工藝階段主數(shù)據(jù)的抽象，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、工藝、工廠和資源(P3R)四大數(shù)據(jù)的有機(jī)關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)化組織，保證數(shù)據(jù)的一致、有效和重用。同時(shí)為后續(xù)制造工藝的可視化、分析和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和支持機(jī)制。在結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與管理模式中，將制造工藝過(guò)程中的物料、資源、工裝設(shè)備、工藝過(guò)程等數(shù)據(jù)模型化、對(duì)象化，通過(guò)創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)有效的關(guān)聯(lián)，擴(kuò)展了對(duì)各類主數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)復(fù)雜性的管理，有效的減少了數(shù)據(jù)冗余，提高了數(shù)據(jù)的一致、有效和重用，解決了傳統(tǒng)CAPP模式下工藝數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)割裂的問(wèn)題。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種用于離散制造業(yè)的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
[0010](I)根據(jù)工藝對(duì)象確定工藝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建立工藝過(guò)程對(duì)象模型，并確定其與零組件對(duì)象、工廠位置對(duì)象和工藝資源對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0011](2)基于底層的結(jié)構(gòu)化工藝業(yè)務(wù)對(duì)象構(gòu)建數(shù)據(jù)組織視圖，根據(jù)工藝規(guī)劃與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)過(guò)程選擇不同的數(shù)據(jù)組織與展示視圖，基于已定義的業(yè)務(wù)模型及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的工藝過(guò)程規(guī)劃，設(shè)計(jì)相應(yīng)的工藝過(guò)程。
[0012](3)驗(yàn)證工藝過(guò)程對(duì)象與零組件的消耗關(guān)系、工藝過(guò)程對(duì)象與資源對(duì)象之間的指派分配關(guān)系和工藝零組件與資源對(duì)象的專用關(guān)系。
[0013](4)在圖形化環(huán)境中設(shè)計(jì)支持結(jié)構(gòu)化工藝，建立圖示化工具與已定義的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間雙向交互關(guān)系；
[0014](5)基于產(chǎn)品對(duì)象、工藝對(duì)象，設(shè)置定義結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中業(yè)務(wù)對(duì)象數(shù)據(jù)之間的配置關(guān)系；
[0015](6)選擇工藝過(guò)程節(jié)點(diǎn)，基于APQP對(duì)象生成過(guò)程流程圖，基于工藝流程圖與PFMEA的關(guān)聯(lián)關(guān)系，創(chuàng)建PFMEA的工藝特性和控制計(jì)劃。
[0016]所述步驟(I)的具體方法包括，基于工藝規(guī)劃與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)分析，定義工藝業(yè)務(wù)過(guò)程典型對(duì)象，其中工藝過(guò)程對(duì)象，包括工藝過(guò)程、工序、作業(yè)、操作單元基本屬性、層級(jí)、類型、系統(tǒng)屬性和擴(kuò)展屬性，同時(shí)，通過(guò)實(shí)體關(guān)系數(shù)據(jù)模型，建立工藝過(guò)程對(duì)象與零組件對(duì)象的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、工藝過(guò)程對(duì)象與工藝資源對(duì)象的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、工藝過(guò)程對(duì)象與工廠位置對(duì)象的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系和零組件對(duì)象與工藝資源對(duì)象之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，工藝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象模型及其關(guān)聯(lián)關(guān)系是結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)。所述步驟(2)中，根據(jù)不同專業(yè)工藝設(shè)計(jì)特征，基于結(jié)構(gòu)化對(duì)象關(guān)系，在系統(tǒng)中內(nèi)置以下兩種數(shù)據(jù)組織視圖，數(shù)據(jù)組織視圖基于底層的結(jié)構(gòu)化工藝業(yè)務(wù)對(duì)象構(gòu)建:
[0017](I)基于工藝過(guò)程結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)組織視圖為結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)的默認(rèn)數(shù)據(jù)組織視圖，以單個(gè)產(chǎn)品或總成或零組件的工藝過(guò)程結(jié)構(gòu)為主線，數(shù)據(jù)視圖中展示工藝過(guò)程對(duì)象的父子層級(jí)關(guān)系，工藝過(guò)程的消耗產(chǎn)出零組件或總成或產(chǎn)品，工藝過(guò)程對(duì)象所用工裝設(shè)備信息和工藝過(guò)程對(duì)象加工位置；
[0018](2)基于產(chǎn)品工藝BOM的數(shù)據(jù)組織視圖為結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)的可選數(shù)據(jù)組織視圖，以產(chǎn)品BOM為主線組織結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)，同時(shí)展示批量零組件的結(jié)構(gòu)化工藝，零組件工藝所用的工裝或設(shè)備的資源數(shù)據(jù)，工藝零組件的加工位置數(shù)據(jù)。
[0019]所述步驟(2)中，根據(jù)工藝規(guī)劃與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)過(guò)程選擇不同的數(shù)據(jù)組織與展示視圖，基于已定義的業(yè)務(wù)模型及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的工藝過(guò)程規(guī)劃以及工藝設(shè)計(jì)的具體方法包括:
[0020](2-1)創(chuàng)建工藝過(guò)程結(jié)構(gòu)，確定工藝過(guò)程對(duì)象的父子關(guān)系和前后順序關(guān)系；
[0021](2-2)創(chuàng)建工藝業(yè)務(wù)對(duì)象關(guān)系，支持用戶創(chuàng)建工藝過(guò)程對(duì)象并維護(hù)工藝過(guò)程對(duì)象基本信息和工藝過(guò)程對(duì)象間前后順序關(guān)系，通過(guò)調(diào)用工藝BOM選擇工藝過(guò)程對(duì)象消耗零組件，通過(guò)調(diào)用資源庫(kù)選擇工藝過(guò)程所需資源，通過(guò)調(diào)用工廠結(jié)構(gòu)選擇工藝過(guò)程加工位置；
[0022](2-3)編輯工藝過(guò)程對(duì)象信息，創(chuàng)建單個(gè)工藝過(guò)程對(duì)象的工藝信息，設(shè)置工藝過(guò)程基本參數(shù)，調(diào)用編輯工藝特殊符號(hào)，編輯工藝過(guò)程的附圖信息；
[0023](2-4)在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)已創(chuàng)建的數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)過(guò)程必要數(shù)據(jù)的驗(yàn)證與分析。
[0024]所述步驟(2-4)中，具體步驟包括:
[0025](i)校驗(yàn)工藝過(guò)程與工藝BOM之間的消耗關(guān)系，通過(guò)工藝過(guò)程對(duì)象與零組件的消耗關(guān)系，基于PBOM中數(shù)量以及路徑信息進(jìn)行校驗(yàn)分析，分析對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)是否存在零組件的未完全分配，完全分配，部分分配以及過(guò)度分配情況；
[0026](ii)工藝過(guò)程對(duì)象與資源對(duì)象之間，校驗(yàn)是否指派分配關(guān)系，校驗(yàn)資源指派是否符合已設(shè)置的過(guò)程對(duì)象類型或?qū)蛹?jí)與工藝資源類型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，是否存在未指派情況；
[0027](iii)工藝零組件與資源對(duì)象之間，通過(guò)零組件工裝專用關(guān)系，進(jìn)行校驗(yàn)分析。
[0028]所述步驟(4)中，在圖示化的環(huán)境中進(jìn)行工藝過(guò)程結(jié)構(gòu)編輯，圖示化環(huán)境中與默認(rèn)工藝結(jié)構(gòu)視圖中數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)雙向交互，圖示化環(huán)境中進(jìn)行同一層級(jí)工藝過(guò)程對(duì)象的編輯，新建工藝過(guò)程對(duì)象，定義過(guò)程對(duì)象之間的順序關(guān)系，定義過(guò)程對(duì)象與其他工藝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0029]所述步驟(5)中，進(jìn)行基于產(chǎn)品對(duì)象、設(shè)置產(chǎn)品與工藝的配置關(guān)系，具體方法包括:
[0030](5-1)基于產(chǎn)品或總成或零組件對(duì)象，設(shè)置工藝過(guò)程對(duì)象之間的配置關(guān)系，基于同一制造目標(biāo)創(chuàng)建多工藝過(guò)程；
[0031](5-2)基于工藝對(duì)象，設(shè)置工藝過(guò)程對(duì)象之間的配置關(guān)系，創(chuàng)建工藝過(guò)程的組合；引用非當(dāng)前工藝對(duì)象關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品或零組件工藝過(guò)程，創(chuàng)建配置工藝，形成新產(chǎn)品工藝過(guò)程；
[0032](5-3)基于工藝對(duì)象，設(shè)置工藝與產(chǎn)品的配置關(guān)系:基于同一工藝過(guò)程對(duì)象，創(chuàng)建不同產(chǎn)品制造目標(biāo)的配置關(guān)系；創(chuàng)建不同消耗件組合的配置關(guān)系；設(shè)置工藝過(guò)程與產(chǎn)品