農(nóng)機產(chǎn)品是由多個部件組成，而部件又由下一級部件和零件組成。然而目前大多數(shù)農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)中的CAD系統(tǒng)雖然可以準確高效地完成產(chǎn)品圖紙的設(shè)計工作，但卻不具備對產(chǎn)品的項目管理功能，企業(yè)工藝部門的設(shè)計人員面對這一個個相互獨立的計算機文件，無法知道某一部件包含哪些子部件，包含哪些零件，其數(shù)量又是多少。而這些信息對于工藝文件的編制以及其后的生產(chǎn)進度表、材料明細表、材料匯總表的生成都是至關(guān)重要的。因此，CAPP系統(tǒng)為有效地管理產(chǎn)品零部件的工藝，必須采取合理的產(chǎn)品信息組織模型，最終實現(xiàn)整個企業(yè)的設(shè)計、制造、管理的信息集成。

1 農(nóng)機產(chǎn)品信息組織模型的定義

    1.1 農(nóng)機產(chǎn)品構(gòu)成的物料需求信息

    所謂物料需求，就是指要生產(chǎn)一件產(chǎn)品，比如生產(chǎn)一臺農(nóng)機裝備，需要多少零部件，這些零部件最終又需要多少原材料（包括非標件、常用件以及標準件等）。圖1為某型農(nóng)機產(chǎn)品構(gòu)成的物料需求信息結(jié)構(gòu)圖。從圖1中可以看出相關(guān)需求是有依賴性的，其上一級的需求影響了對下一級的需求。

    圖1 農(nóng)機產(chǎn)品物料需求信息的組織結(jié)構(gòu)

    1.2 農(nóng)機產(chǎn)品信息的組織模型定義

    產(chǎn)品信息的組織模型tree=(D，R)

    其中，D是針對某一級部件的所有零部件的集合，R是D上某個二元關(guān)系H的集合，即R={H}。H為如下描述的二元關(guān)系：

    (1)在D中存在唯一的稱為產(chǎn)品信息組織模型結(jié)構(gòu)的根部件root，它在H關(guān)系下無前驅(qū)；

    (2)存在D-{root}的一個劃分，D1，D2...Dn(n>0)，對任意一對j≠k，(l≤j，k≤n)有Dj∩Dk=φ，且對任意的i(1≤i≤n)，唯一存在產(chǎn)品零部件元素Xi∈Di，有<root，Xi>∈H：

    (3)對應(yīng)于D-{root}的劃分，H-{<root，X1>，…，<root，Xm>}有唯一的一個劃分H1，h2，…，Hn(n>0)，對任意一對j≠k(1≤j，k≤n)，有Hi∩Hk=φ，且對任意的i(1≤i≤n)Hi是Di上的二元關(guān)系(Di，{Hi})是一符合本定義的樹，稱為根root的子樹。

    產(chǎn)品是1級部件的雙親，1級部件又是2級部件的雙親，以此類推。

2 農(nóng)機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的表達與獲取

    2.1 基于中間文件實現(xiàn)CAPP數(shù)據(jù)庫自動獲得CAD圖紙中明細表數(shù)據(jù)

    CAD中間數(shù)據(jù)文件一般可以有2種格式，即.TXT文件和.DBF文件。對于這2種格式的數(shù)據(jù)文件，目前的數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件均提供了相應(yīng)的函數(shù)，可以在程序中直接調(diào)用，完成從數(shù)據(jù)文件中讀取內(nèi)容并填充到數(shù)據(jù)庫之中去的功能。

    圖2 CAD圖紙中明細表數(shù)據(jù)傳入CAPP數(shù)據(jù)庫

    2.2 基于擴展BOM表實現(xiàn)各部件間層次關(guān)系的表達

    BOM(Bill Of Meterial)是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一種描述，常用來表示產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。擴展BOM表是指在傳統(tǒng)BOM的基礎(chǔ)上，增加與產(chǎn)品層次相關(guān)的信息從而達到完整表現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)內(nèi)容的目的。為此，可在零部件明細表庫中增加一項稱為“父部件”的字段，用以表示零部件之間的層次關(guān)系。稱A部件是B部件或C零件的“父部件”，如果A部件包含至少一個B部件或C零件。如圖3所示。事實上，B部件或C零件都是出現(xiàn)在A部件設(shè)計圖紙明細欄中的內(nèi)容，因此，在系統(tǒng)讀入A部件明細欄中內(nèi)容前只需一次性從用戶處獲得A部件的代號并賦與每一欄的“父部件”字段，就完成了建立零部件層次關(guān)系的過程。

    圖3 父部件概念

    2.3 農(nóng)機產(chǎn)品信息組織模型的計算機表示方法 

    由于產(chǎn)品信息組織模型的層次關(guān)系和明顯的遞歸特性，采用基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的樹結(jié)構(gòu)表示方法，具體定義如下：

    CREATE TABLE Bom_TBL

    (序號  INT NOT NULL，

    代號  CHAR(20)

    名稱  CHAR(20)

    父部件  CHAR(20))

3 農(nóng)機產(chǎn)品信息組織模型的樹生成算法與可視化顯示

    3.1 農(nóng)機產(chǎn)品信息組織模型的樹生成算法描述

    算法采用“部件堆棧對象”，步驟如下：

    Step1：用戶輸入根節(jié)點部件代號；

    Step2：若該節(jié)點是無效節(jié)點，則出錯，退出，否則轉(zhuǎn)Step3；

    Step3：將此部件壓人部件堆棧；

    Step4：執(zhí)行以下各步，直到堆棧為空；

    Step4.1：從零部件明細表庫中檢索所有以此部件為“父部件”的零部件入緩沖區(qū)；

    Step4.2：從第一行依次取出一行直到最后一行，執(zhí)行以下各步：

    Step4.2.1：取出“零部件代號”、“零部件名稱”字段，在結(jié)構(gòu)圖中可視化顯示；

    Step4.2.2：若該“零部件代號”表示的是部件，則將此部件壓入堆棧。

    3.2 農(nóng)機產(chǎn)品信息組織模型的可視化樹顯示產(chǎn)品信息

    組織模型的可視化顯示采用類似于Windows的資源管理器中顯示系統(tǒng)目錄及文件的方法，將產(chǎn)品信息組織模型以結(jié)構(gòu)樹這種圖形化的方法展現(xiàn)在操作者面前。圖4為農(nóng)機CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)品信息組織模型的圖形化結(jié)構(gòu)樹顯示。

    圖4 農(nóng)機產(chǎn)品信息模型樹

4 結(jié)論

    農(nóng)機產(chǎn)品CAPP系統(tǒng)中通過建立產(chǎn)品信息的組織模型，表示簡單，計算機系統(tǒng)實現(xiàn)過程中只須在數(shù)據(jù)庫表中添加一個“父部件”字段即可；對“樹”的遍歷與查找均基于數(shù)據(jù)庫提供的“檢索”功能實現(xiàn)，編程方便易行；同時對“樹”的插入、刪除等的操作轉(zhuǎn)化為對數(shù)據(jù)庫記錄的插入、刪除操作，通過定義相應(yīng)的“觸發(fā)器”（tngger）可以在用戶進行插入、刪除操作時自動完成對“樹”的重構(gòu)。依據(jù)產(chǎn)品信息組織模型開發(fā)的CAPP系統(tǒng)已在農(nóng)機產(chǎn)品的工藝設(shè)計中得到良好應(yīng)用。

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本文標題：面向工藝設(shè)計的農(nóng)機產(chǎn)品CAPP信息組織模型與過程

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