一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，包括以下步骤：根据工艺对象确定工艺业务数据，建立工艺过程对象模型，进行结构化的工艺过程规划，设计相应的工艺过程；验证工艺过程对象与零组件的消耗关系、工艺过程对象与资源对象之间的指派分配关系和工艺零组件与资源对象的专用关系；在图形化环境中设计支持结构化工艺，建立图示化工具与已定义的业务数据之间双向交互关系；选择工艺过程节点，基于APQP对象生成过程流程图，创建PFMEA的工艺特性和控制计划。本发明专利技术面向企业生产技术准备全过程，保证数据的一致、有效和重用；同时为后续制造工艺的可视化、分析和优化提供数据基础和支持机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法。
技术介绍
工艺技术及管理已从传统的生产技术准备为主，扩大到产品的全生命周期，并形成制造系统工程，集成了机械加工技术和管理技术，向着工艺管理与设计并行化、集成化的方向发展。传统的创成式CAPP系统片面追求工艺设计的自动化，难以在制造行业推广应用。而目前市场上的多数CAPP产品过分强调工艺规程卡片的编辑与管理，缺乏对工艺本身数据的分析，存在无法实现工艺积累，及避免工艺设计重复等问题，主要表现在：1)忽视了对工艺规划及设计过程的管理，难以对研发变更进行有效的数据传递与过程跟踪；2)抑制了工艺过程数据在产品研发生命周期中的枢纽作用，基于卡片的工艺数据封装模式，增加了工艺阶段向生产系统(ERP)数据集成的难度；3)加剧了工艺系统的数据冗余，工艺卡片实例化而未经抽象的数据组织方式决定了这种模式下工艺数据将会随着企业应用时间的增加而不断的创造和复制大量的工艺卡片数据，无法实现工艺数据的有效积累和重用。在结构化工艺设计与数据管理方面，通过对现有的文献及专利进行检索，发现北京卫星环境工程研究所专利技术一种面向航天器总装的三维结构化工艺设计系统。该专利技术基于工艺文件进行分册规划和工艺路线规划，构建了结构化的工艺文件结构树，实现工艺文件结构树与产品结构树的紧密关联，以典型工艺语句为模板提高工艺编制效率。这种结构化的工艺设计与数据组织方式，在一定程度上解决了工艺文件编辑和发放的不灵活问题，但还是受限于传统的工艺卡片文件限制，没有实现基于工艺规划设计对象的结构化，在工艺数据的创建和管理方面还是基于工艺文件进行了组合封装，没有从根本上解决工艺数据的管理冗余和上下游传递问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，本专利技术基于工艺业务数据对象的结构化工艺设计与数据管理模式，面向企业生产技术准备全过程，通过对制造工艺阶段主数据的抽象，实现产品、工艺、工厂和资源(P3R)四大数据的有机关联和结构化组织，保证数据的一致、有效和重用。同时为后续制造工艺的可视化、分析和优化提供数据基础和支持机制。在结构化工艺设计与管理模式中，将制造工艺过程中的物料、资源、工装设备、工艺过程等数据模型化、对象化，通过创建模型数据间的关系实现有效的关联，扩展了对各类主数据模型数据复杂性的管理，有效的减少了数据冗余，提高了数据的一致、有效和重用，解决了传统CAPP模式下工艺数据和设计数据割裂的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，包括以下步骤：(1)根据工艺对象确定工艺业务数据，建立工艺过程对象模型，并确定其与零组件对象、工厂位置对象和工艺资源对象的关联关系；(2)基于底层的结构化工艺业务对象构建数据组织视图，根据工艺规划与设计业务过程选择不同的数据组织与展示视图，基于已定义的业务模型及其关联关系，进行结构化的工艺过程规划，设计相应的工艺过程。(3)验证工艺过程对象与零组件的消耗关系、工艺过程对象与资源对象之间的指派分配关系和工艺零组件与资源对象的专用关系。(4)在图形化环境中设计支持结构化工艺，建立图示化工具与已定义的业务数据之间双向交互关系；(5)基于产品对象、工艺对象，设置定义结构化工艺设计过程中业务对象数据之间的配置关系；(6)选择工艺过程节点，基于APQP对象生成过程流程图，基于工艺流程图与PFMEA的关联关系，创建PFMEA的工艺特性和控制计划。所述步骤(1)的具体方法包括，基于工艺规划与设计业务分析，定义工艺业务过程典型对象，其中工艺过程对象，包括工艺过程、工序、作业、操作单元基本属性、层级、类型、系统属性和扩展属性，同时，通过实体关系数据模型，建立工艺过程对象与零组件对象的业务关联关系、工艺过程对象与工艺资源对象的业务关联关系、工艺过程对象与工厂位置对象的业务关联关系和零组件对象与工艺资源对象之间的业务关联关系，工艺业务数据对象模型及其关联关系是结构化工艺设计与数据管理的实现数据。所述步骤(2)中，根据不同专业工艺设计特征，基于结构化对象关系，在系统中内置以下两种数据组织视图，数据组织视图基于底层的结构化工艺业务对象构建：(1)基于工艺过程结构的数据组织视图为结构化工艺设计的默认数据组织视图，以单个产品或总成或零组件的工艺过程结构为主线，数据视图中展示工艺过程对象的父子层级关系，工艺过程的消耗产出零组件或总成或产品，工艺过程对象所用工装设备信息和工艺过程对象加工位置；(2)基于产品工艺BOM的数据组织视图为结构化工艺设计的可选数据组织视图，以产品BOM为主线组织结构化工艺数据，同时展示批量零组件的结构化工艺，零组件工艺所用的工装或设备的资源数据，工艺零组件的加工位置数据。所述步骤(2)中，根据工艺规划与设计业务过程选择不同的数据组织与展示视图，基于已定义的业务模型及其关联关系，进行结构化的工艺过程规划以及工艺设计的具体方法包括：(2-1)创建工艺过程结构，确定工艺过程对象的父子关系和前后顺序关系；(2-2)创建工艺业务对象关系，支持用户创建工艺过程对象并维护工艺过程对象基本信息和工艺过程对象间前后顺序关系，通过调用工艺BOM选择工艺过程对象消耗零组件，通过调用资源库选择工艺过程所需资源，通过调用工厂结构选择工艺过程加工位置；(2-3)编辑工艺过程对象信息，创建单个工艺过程对象的工艺信息，设置工艺过程基本参数，调用编辑工艺特殊符号，编辑工艺过程的附图信息；(2-4)在工艺设计过程中通过已创建的数据之间的关联关系进行工艺设计过程必要数据的验证与分析。所述步骤(2-4)中，具体步骤包括：(i)校验工艺过程与工艺BOM之间的消耗关系，通过工艺过程对象与零组件的消耗关系，基于PBOM中数量以及路径信息进行校验分析，分析对应数据是否存在零组件的未完全分配，完全分配，部分分配以及过度分配情况；(ii)工艺过程对象与资源对象之间，校验是否指派分配关系，校验资源指派是否符合已设置的过程对象类型或层级与工艺资源类型之间的关联关系，是否存在未指派情况；(iii)工艺零组件与资源对象之间，通过零组件工装专用关系，进行校验分析。所述步骤(4)中，在图示化的环境中进行工艺过程结构编辑，图示化环境中与默认工艺结构视图中数据实现双向交互，图示化环境中进行同一层级工艺过程对象的编辑，新建工艺过程对象，定义过程对象之间的顺序关系，定义过程对象与其他工艺业务数据对象之间的关联关系。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，其特征是：包括以下步骤：(1)根据工艺对象确定工艺业务数据，建立工艺过程对象模型，并确定其与零组件对象、工厂位置对象和工艺资源对象的关联关系；(2)基于底层的结构化工艺业务对象构建数据组织视图，根据工艺规划与设计业务过程选择不同的数据组织与展示视图，基于已定义的业务模型及其关联关系，进行结构化的工艺过程规划，设计相应的工艺过程。(3)验证工艺过程对象与零组件的消耗关系、工艺过程对象与资源对象之间的指派分配关系和工艺零组件与资源对象的专用关系。(4)在图形化环境中设计支持结构化工艺，建立图示化工具与已定义的业务数据之间双向交互关系；(5)基于产品对象、工艺对象，设置定义结构化工艺设计过程中业务对象数据之间的配置关系；(6)选择工艺过程节点，基于APQP对象生成过程流程图，基于工艺流程图与PFMEA的关联关系，创建PFMEA的工艺特性和控制计划。

【技术特征摘要】
1.一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)根据工艺对象确定工艺业务数据，建立工艺过程对象模型，并确定其与零组件对
象、工厂位置对象和工艺资源对象的关联关系；
(2)基于底层的结构化工艺业务对象构建数据组织视图，根据工艺规划与设计业务过
程选择不同的数据组织与展示视图，基于已定义的业务模型及其关联关系，进行结构化的工
艺过程规划，设计相应的工艺过程。
(3)验证工艺过程对象与零组件的消耗关系、工艺过程对象与资源对象之间的指派分
配关系和工艺零组件与资源对象的专用关系。
(4)在图形化环境中设计支持结构化工艺，建立图示化工具与已定义的业务数据之间
双向交互关系；
(5)基于产品对象、工艺对象，设置定义结构化工艺设计过程中业务对象数据之间的
配置关系；
(6)选择工艺过程节点，基于APQP对象生成过程流程图，基于工艺流程图与PFMEA
的关联关系，创建PFMEA的工艺特性和控制计划。
2.如权利要求1所述的一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，其特征是：所述步
骤(1)的具体方法包括，基于工艺规划与设计业务分析，定义工艺业务过程典型对象，其中
工艺过程对象，包括工艺过程、工序、作业、操作单元基本属性、层级、类型、系统属性和
扩展属性，同时，通过实体关系数据模型，建立工艺过程对象与零组件对象的业务关联关系、
工艺过程对象与工艺资源对象的业务关联关系、工艺过程对象与工厂位置对象的业务关联关
系和零组件对象与工艺资源对象之间的业务关联关系，工艺业务数据对象模型及其关联关系
是结构化工艺设计与数据管理的实现数据。
3.如权利要求1所述的一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，其特征是：所述步
骤(2)中，根据不同专业工艺设计特征，基于结构化对象关系，在系统中内置以下两种数据
组织视图，数据组织视图基于底层的结构化工艺业务对象构建：
(a)基于工艺过程结构的数据组织视图为结构化工艺设计的默认数据组织视图，以单个
产品或总成或零组件的工艺过程结构为主线，数据视图中展示工艺过程对象的父子层级关系，
工艺过程的消耗产出零组件或总成或产品，工艺过程对象所用工装设备信息和工艺过程对象
加工位置；
(b)基于产品工艺BOM的数据组织视图为结构化工艺设计的可选数据组织视图，以产

\t品BOM为主线组织结构化工艺数据，同时展示批量零组件的结构化工艺，零组件工艺所用的
工装或设备的资源数据，工艺零组件的加工位置数据。
4.如权利要求1所述的一种用于离散制造业的结构化工艺设计方法，其特征是：所述步
骤(2)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，李建勋，邱慧慧，李建强，
申请(专利权)人：山东山大华天软件有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37