典型結(jié)構(gòu)件是航天產(chǎn)品的重要組成部分,主要包括:框環(huán)類、閥門類、支架類和焊接框架類四個(gè)大類。隨著航天事業(yè)的發(fā)展,典型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)任務(wù)越來越重。由于其多品種小批量的性質(zhì),典型結(jié)構(gòu)件的工藝設(shè)計(jì)成為了一個(gè)瓶頸問題。所以,提高典型結(jié)構(gòu)件的工藝設(shè)計(jì)水平成為了提高典型結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)能力乃至于提高航天產(chǎn)品發(fā)展速度的關(guān)鍵問題。隨著知識工程的引入,航天典型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)也朝著快速化、智能化的方向發(fā)展。基于歷史的工藝文件及工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),分析和歸納同類典型結(jié)構(gòu)件特征及工藝的相似性及工藝文件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),形成結(jié)構(gòu)化的零件特征庫、工藝序列庫和典型工藝庫,據(jù)此實(shí)現(xiàn)工藝路線及各工序的工藝參數(shù)的智能推理。最終完成典型結(jié)構(gòu)件的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng),輔助工藝人員高效完成典型結(jié)構(gòu)件工藝編制工作。這就是本文的研究目標(biāo)及應(yīng)用價(jià)值。工藝路線設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的工藝路線編制是工藝人員以個(gè)人經(jīng)驗(yàn)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特征來完成的。為了實(shí)現(xiàn)工藝路線的智能推理,需要在大量歷史工藝文件中找到工藝路線編制的一般規(guī)則。為此,首先采用XML對歷史工藝文件中的工藝路線進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表達(dá),清晰地表示出各工藝路線的結(jié)構(gòu)模型;進(jìn)而,根據(jù)航天典型結(jié)構(gòu)件工藝路線編制規(guī)則能夠表示為關(guān)聯(lián)規(guī)則形式的特點(diǎn),建立關(guān)聯(lián)規(guī)則模型,并采用APRIORI算法挖掘出典型工序序列,并對挖掘出來的典型工序序列進(jìn)行分析,找出各工序及各個(gè)工序余量之間的關(guān)系,總結(jié)出工藝路線編制的一般規(guī)則及主要工序的常用余量序列,將工藝路線的設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為余量序列的確定問題;最后,采用改進(jìn)粗糙集的方法找出加工余量和零件特征間的關(guān)系,并以此確定唯一工藝路線。在完成工藝路線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,還需要對各工序的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行智能化推理,從而完成整個(gè)工藝智能設(shè)計(jì)。通過典型工序的分析,了解各工序需確認(rèn)的工藝參數(shù)及其對應(yīng)的特征條件,建立相應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。使用歷史數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,并驗(yàn)證其誤差,將得到的網(wǎng)絡(luò)用語后續(xù)的工藝推理中。最后,以某航天設(shè)備制造廠的典型結(jié)構(gòu)件中的框環(huán)類零件為驗(yàn)證對象,討論了相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。從工藝部門的實(shí)際情況出發(fā),開發(fā)了基于CAPP的航天典型結(jié)構(gòu)件的工藝智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)工具,介紹了系統(tǒng)的技術(shù)路線及體系結(jié)構(gòu),給出了系統(tǒng)的運(yùn)用實(shí)例。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V46
【部分圖文】：

圖 1-1 傳統(tǒng)航天產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)流程Fig.1-1 Process design process of traditional space products如圖 1-1 所示，工藝設(shè)計(jì)人員完全依靠自身經(jīng)驗(yàn)，參考以往的設(shè)計(jì)實(shí)例及工藝設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，完成整個(gè)工藝設(shè)計(jì)工作。在這個(gè)過程中存在以下幾個(gè)問題：1. 對于工藝設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)依賴過大，新的工藝人員需要較長時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能夠勝任工藝設(shè)計(jì)工作；2. 航天產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)知識體系相對比較復(fù)雜，工藝設(shè)計(jì)人員很難完全掌握；3. 對于同一類型的零件工藝，本身結(jié)構(gòu)特征相似，其工藝文件差別不大，但也需要重新編寫，存在大量低級重復(fù)性勞動。1.2 研究的目的及意義

圖 2-5 基于 XML 的零件特征及工藝信息模型顯示Fig.2-5 Part features and process information model display based on XML按該模型格式將框環(huán)類所有歷史工藝文件進(jìn)行結(jié)構(gòu)化并存入數(shù)據(jù)庫中，形成工藝實(shí)例庫，便于后續(xù)研究的調(diào)用。2.5 本章小結(jié)目前，XML 的建模標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)工程領(lǐng)域都得到了廣泛運(yùn)用，本章結(jié)合航天典型結(jié)構(gòu)件特征及工藝信息的特點(diǎn)，充分考慮模型的靈活性和可擴(kuò)展性，完整全面地描述了零件特征及工藝的各方面信息，使得系統(tǒng)可以方便的提取所需要的信息，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和推理奠定了基礎(chǔ)。

圖 3-2：某框環(huán)零件工藝路線結(jié)構(gòu)化Fig.3-2 Structured process route of a frame ring首先通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)一些典型的工藝序列。比如“來料檢驗(yàn)-探傷-預(yù)處理”和“來料檢驗(yàn)-預(yù)處理”這里是準(zhǔn)備階段的兩種典型工藝，由材料的性質(zhì)來決定是否需要加入探傷。再如“鉗工-表面處理-檢驗(yàn)-入庫”為主要加工完成后典型工藝序列，幾乎每個(gè)框環(huán)類產(chǎn)品都是采用該序列。對于中間加工部分車削、銑削、檢驗(yàn)和熱處理之間的規(guī)則，我們通過采用 Apriori 算法進(jìn)行發(fā)掘，取初始支持度和置信度閾值都為 0.3，支持度每次調(diào)整量為 0.01，共得到 2147 條規(guī)則，由于篇幅限制，只顯示部分挖掘結(jié)果：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2810106