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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