2.2 總體框架

    為解決傳統(tǒng)的電子裝配工藝編制模式帶來(lái)的問(wèn)題，電子裝配CAPP系統(tǒng)還應(yīng)滿足以下幾個(gè)要求。

    (1)面向產(chǎn)品

    企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)管理和成本核算等均以產(chǎn)品作為基本對(duì)象。面向產(chǎn)品的CAPP系統(tǒng)能擺脫以零組件為主體對(duì)象，可使產(chǎn)品信息得到最大程度的共享，保證工藝的一致性；有利于用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，將工藝人員從匯總統(tǒng)計(jì)等重復(fù)性勞動(dòng)工作中解放出來(lái)，保證工藝文件的準(zhǔn)確性、一致性；便于和PDM、MRPⅡ、MIS等系統(tǒng)集成。

    (2)集成化

    從企業(yè)信息化的角度考慮CAPP系統(tǒng)應(yīng)具有高度的集成性，能夠保證與其他制造信息系統(tǒng)集成。

    (3)網(wǎng)絡(luò)化

    網(wǎng)絡(luò)化的CAPP系統(tǒng)能夠使所有工藝員共享一份產(chǎn)品數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)一致性，也易于實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的共享。

    (4)規(guī)范化

    在手工設(shè)計(jì)情況下，設(shè)計(jì)的工藝一致性差、規(guī)范性差。系統(tǒng)必須保證設(shè)計(jì)工藝的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

    根據(jù)各種電子裝配工藝的特點(diǎn)以及在CAPP系統(tǒng)中將要采取的設(shè)計(jì)模式，并滿足電子裝配對(duì)CAPP系統(tǒng)的總體要求，確立電子裝配CAPP系統(tǒng)是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心、以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)、集智能化工藝設(shè)計(jì)與管理于一體并包含工藝知識(shí)管理的應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要可以劃分為：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、工藝知識(shí)管理、綜合智能化工藝設(shè)計(jì)以及各種輔助工具。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    圖2 基于知識(shí)的電子裝配CAPP系統(tǒng)體系

    2.3 系統(tǒng)工作流程

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理員首先通過(guò)手工或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)導(dǎo)入工具建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，存放在CAPP的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)中。工藝員進(jìn)入系統(tǒng)后根據(jù)需編制工藝的部件產(chǎn)品或組件的類(lèi)型選擇一種工藝設(shè)計(jì)類(lèi)型，在知識(shí)庫(kù)的支持下完成工藝設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果，即工藝規(guī)程存放在CAPP工藝規(guī)程庫(kù)中.系統(tǒng)的總體工作流程如圖3所示。

    圖3 基于知識(shí)的電子裝配CAPP系統(tǒng)工作流程

3 工藝知識(shí)管理

    3.1 工藝知識(shí)庫(kù)

    電子裝配工藝知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)表現(xiàn)為三層體系結(jié)構(gòu)：上層為圖形用戶界面，用戶通過(guò)該界面與系統(tǒng)進(jìn)行交互；中間層為對(duì)象操縱與查詢層，包括對(duì)象類(lèi)的定義與編輯、對(duì)象實(shí)例的定義與編輯、對(duì)象方法、規(guī)則的定義與編輯等；下層為知識(shí)庫(kù)表（物理數(shù)據(jù)庫(kù)表）操縱與查詢層，該層實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中數(shù)據(jù)的操縱與查詢。

    圖4 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

    3.2 知識(shí)獲取與建模

    知識(shí)獲取就是抽取領(lǐng)域知識(shí)并將其形式化的過(guò)程，知識(shí)獲取的方法有3種類(lèi)型：間接知識(shí)獲取、直接知識(shí)獲取、自動(dòng)知識(shí)獲取。由于工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)、技巧性高，工藝設(shè)計(jì)理論和工藝決策模型化研究仍不成熟，這使工藝決策知識(shí)獲取只能采用間接知識(shí)獲取方法，即從具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工藝人員、企業(yè)現(xiàn)行的工藝文件以及企業(yè)的典型工藝規(guī)程里獲取。

    在基于對(duì)象模型的知識(shí)獲取技術(shù)中，每個(gè)知識(shí)獲取過(guò)程都是以知識(shí)對(duì)象模型為模板進(jìn)行。圖5表示工藝知識(shí)獲取步驟，知識(shí)工程師首先識(shí)別領(lǐng)域內(nèi)信息實(shí)體——對(duì)象類(lèi)；在對(duì)象識(shí)別的基礎(chǔ)上，確定對(duì)象類(lèi)的屬性及屬性值域，找出對(duì)象之間、對(duì)象屬性之間的關(guān)系，并從已識(shí)別的對(duì)象和關(guān)系中識(shí)別相關(guān)的新的對(duì)象和關(guān)系，直到確定領(lǐng)域中所有對(duì)象；然后，確定操作領(lǐng)域?qū)ο蠛完P(guān)系的方法，研究問(wèn)題求解子任務(wù)，劃分、分類(lèi)和組織知識(shí)單元，最終得到所有領(lǐng)域知識(shí)。

    圖5 工藝知識(shí)獲取步驟

    基于對(duì)象模型的知識(shí)獲取與分析綜合運(yùn)用從底向上及從頂向下的技術(shù)。一方面知識(shí)的對(duì)象模型包括了豐富的領(lǐng)域?qū)ο蟆��?duì)象屬性、對(duì)象值域、對(duì)象關(guān)系、推理方法、任務(wù)結(jié)構(gòu)，不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)提取的辦法可以看作從底向上的方法。知識(shí)獲取過(guò)程的不斷往復(fù)則是從頂向下技術(shù)的應(yīng)用，其指導(dǎo)知識(shí)的獲取，不斷分析、補(bǔ)充新的知識(shí)。

    3.3 知識(shí)模型

    按照基于知識(shí)對(duì)象模型的工藝知識(shí)獲取步驟，首先確立電子裝配CAPP系統(tǒng)的領(lǐng)域?qū)ο螅�包括工藝�?duì)象（印制電路板裝配工藝、電纜裝配工藝、整機(jī)裝配工藝）、裝配對(duì)象（型號(hào)、系統(tǒng)、部件產(chǎn)品、零組件）；總結(jié)出這些對(duì)象的屬性；然后由頂向下，針對(duì)與每個(gè)領(lǐng)域相關(guān)的其他對(duì)象、對(duì)象屬性以及這些對(duì)象之間的關(guān)系，將決策知識(shí)按照其所屬的工藝對(duì)象實(shí)體進(jìn)行組織，形成對(duì)象類(lèi)下的方法；再結(jié)合對(duì)象類(lèi)屬性與對(duì)象類(lèi)之間的關(guān)系，得到電子裝配工藝知識(shí)模型。如圖6所示。

    圖6 電子裝配知識(shí)模型

4 系統(tǒng)工作流程

    工藝系統(tǒng)首先獲取印制電路板裝配工藝信息，調(diào)用安裝方法與安裝順序，確定印制電路板總體工藝路線，繼而調(diào)用SMT與THT設(shè)計(jì)方法對(duì)工藝路線進(jìn)行細(xì)化，最后針對(duì)工序鏈表中的所有工序，調(diào)用其對(duì)象類(lèi)下的方法完成工序的詳細(xì)設(shè)計(jì)。以單面混裝流程為例，系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖7所示。

    圖7 電子裝配工藝系統(tǒng)工作流程

5 結(jié)束語(yǔ)

    通過(guò)對(duì)電子裝配工藝流程的深入了解，分析電子裝配工藝不同于一般機(jī)械零件工藝的顯著特點(diǎn)，采用對(duì)象模型法研究工藝知識(shí)的獲取方法，以對(duì)象類(lèi)描述工藝信息實(shí)體的信息結(jié)構(gòu)，在知識(shí)管理的基礎(chǔ)上，借助于CAPP的先進(jìn)理念，深入研究基于知識(shí)的電子裝配CAPP系統(tǒng)，為CAPP技術(shù)從傳統(tǒng)制造業(yè)向電子裝配工藝領(lǐng)域的拓展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。