面向知识管理的智能工艺设计研究与应用
数字化工艺在电子装备印制板组件制造中的应用
数字化工艺在电子装备印制板组件制造中的应用摘要：随着制造业信息化技术的迅速发展，数字化已成为制造业信息化生产的基础，传统工艺模式正在向数字化转型，数字化工艺技术综合应用于电子装备的设计、制造生命周期的各阶段已成为电子装备研制生产的发展趋势。
促进数字化工艺在电子装备印制板组件制造行业的应用推广，构建数字化工艺技术和管理体系，将为电子装备印制板组件的研发制造模式向数字化、智能化方向转型发挥积极作用。
关键词：数字化工艺；电子装备制造；印制板组件随着制造业信息化技术的迅速发展及其在我国电子装备制造业的推广和应用，三维数字化产品表达正在成为企业产品设计创新的基础，同时也对工艺设计模式等产生了重大影响，开展数字化工艺的基础条件已具备。
近年来，以先进制造工艺技术为基础，以数字化建模设计仿真与优化为特征，将先进的信息化技术及数字化工艺技术综合应用于电子装备的设计、制造生命周期的各阶段已成为电子装备研制生产的发展趋势。
数字化工艺承上启下打通设计与制造，提升并行能力，发挥数字化整体优势，保障产品研制周期[1]。
印制板组件是电子装备的核心部件，其装配质量对于电子装备的可靠性至关重要。
对于电子装备印制板组件制造，传统工艺设计以二维图纸和文字信息为主，数字化程度低，对工艺人员经验依赖程度高，缺乏数字化验证手段，常常出现到生产现场才发现装配不合理的情况，造成大量的返工、设计更改和工艺更改，导致生产周期延长。
而数字化工艺设计利用数字化手段生成作业指导书及相关软件，基于最小装配单元知识库，实现板级产品装配所需文件的规范化。
与传统的工艺设计相比，由于基于知识库，工艺文件产出更准确、全面，更有利于自动化设备识别使用，同时工艺文件设计效率更高。
数字化工艺设计不仅可以减少可制造性问题产生的设计迭代，缩短设计周期，而且对制造过程的指导性也会增强，减少了生产制造过程中的返工，同时使得部分工序之间的并行成为可能，因此也起到了缩短制造周期，节约时间成本的作用。
基于Teamcenter的标准件系列产品工艺设计研究及应用
0引言设计数据经过标准化的转换，形成物料数据和图文档数据，基于设计数据进行工艺设计，形成工艺物料数据、检验数据、PBOM 数据和图文档数据，设计数据和工艺数据所组成的技术数据链条为后续计划、制造、生产准备、物料管理等活动提供支撑。
为了确保PBOM 等工艺数据与产品数据的强关联关系，采用一个件号产品编制一本工艺规程的工艺设计模式，虽然可以进行克隆，但对于标准件庞大的存量和增量产品基数，工艺设计效率远远无法满足实际需求，同时在数据链条上仍存在诸多断点，需要通过多次转换和维护，工作量大，出错风险高，技术状态管理难度大。
标准件产品具备系列化、多品种、构型简单、件号数量庞大等特点，急需搭建一套能够实现协同设计数据、高效率、匹配工艺标准化管理、结构化要素齐套的管理平台，解决工艺设计效率瓶颈，以及下游MES 、ERP 等系统对结构化工艺数据的需求和工艺无纸化等问题，支撑标准件产品的全生命周期数字化管理。
1设计、工艺一体化平台Teamcenter 是西门子公司的全生命周期管理PLM 系统，系统基于SOA 架构设计，具有很好的系统开放性。
能够以完全SOA 架构的方式，提供PLM 系统所要求的功能，包括文档管理、产品结构管理、配置管理、零部件分类管理、工作流程管理、更改管理、项目管理、需求管理等的产品全生命周期管理，是一套全球制造业应用比较广泛的整体解决方案。
[1]首先，产品设计数据与工艺设计在统一的数据源下进行管理，利用产品对象与设计标准、更改数据、技术规范等的关联，便于对工艺与产品总体的技术状态进行管控。
其次，平台分类库可以有效的对产品、工装、原材料、设备等资源数据进行管理，并基于TCM 模块OOTB 功能界面进行工序、工步等的关联关系搭建，通过转换实现快速输出二维PDF 工艺卡片。
第三，Teamcenter 的TCM 模块具备强大的结构化数据搭建功能，同时与NX 、CAD 等工具软件、ERP 、MES 等生产制造系统均具备优秀的集成性能，因而基于结构化数据形成的PBOM 可以有效支撑下游业务系统的应用。
(完整版)先进制造技术习题答案
第一章制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。
制造：把原材料加工成适用的产品。
制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。
制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。
制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。
它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。
制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。
狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。
广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。
在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。
在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。
1-2 试简述制造技术的发展历程。
制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。
纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。
人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。
另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。
两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。
基于知识的工艺问题解决方法研究
获 取帮 助 ，这 些知 识 是工艺 加 工 过程 中总结 出的 、
一
般 工 艺 人 员 都熟 练 掌 握 的 一 类 知 识 。 当此 类 知
的 研 究很 广泛 ，文献 【￣ 】 １ ３ 等针对 某 一零件 加 工或
是 加 工 中 出现 的某 一类 工艺 问题 的解 决进 行论 述 ， 文 献 【】阐述 了通 过 合理 利 用工艺 知 识来 改善 工艺 ４
类 知 识可 以为 问题 的 解 决提 供 帮 助 。其 中 ，运 用 解决 旧有相 似 问题 的知 识 来解 决新 问题 的方 法 中 ，
比 较 常 见 是基 于 案 例 推理 的 方法 。使 用 案 例 推理
来 解 决 工艺 问题 的过 程 中， 以案 例 的 形 式 承 载 知 识 ， 案 例 即 是 知 识 的 单 元 ，这 便 于 知 识 的 组 织 、 分 类 ，有 利 于 快 速 的 检 索 和 匹配 ，实 现 问 题 的 解 决 ，以下 给 出工艺 问题解 决案 例知识 的 定义 ， 定义 ｌ 工艺 问题 解 决案例 知 识是 记录 着 包括
１ 訇 化 生
基 于 知识 的工 艺 问题 解 决 方 法研 究
Ｒｅｓ ｅａｒ ｏｌ ｔｏｎ ｏｆｐｒ ｃｈ ｏｎ ｓ ｕ ｉ ｏｃｅ ｏｂｌ ｓｓ ｐｒ ｅｍ ａｓ ｎｏ ｌ ｂ ｅｄ ｏｎ ｋ ｗ ｅｄｇｅ
张
豁 ，王庆 文 ，周建 慧 ，陈少恒 ，李 龙雨 ，高
（ 北京航空航天大学 ，北京 １ ０ ９ ） ０ １ １
鹏
ＺＨ ＡＮＧ ｅ Ｖ ＡＮＧ ｉｇ ｗｅｎ ＺＨＯＵ Ｊａ － ｕ， Ｚｈ ， Ｖ Ｑｎ－ ， ｉｎ ｈ ｉＣＨＥＮ Ｓｈ ｏ ｈ ｎ Ｌ ｏ ｇ ｙ ， ａ － ｅ ｇ， ｌ ｎ — ｕ ＧＡＯ ｅ ｇ Ｌ Ｐ ｎ
智能制造中的智能化工艺设计
智能制造中的智能化工艺设计在当今高度发达的制造业领域，智能制造正以其高效、精准和创新的特点引领着产业的变革。
其中，智能化工艺设计作为智能制造的关键环节，对于提升产品质量、提高生产效率、降低成本以及增强企业竞争力具有至关重要的作用。
智能制造中的智能化工艺设计，并非是简单地将传统工艺设计进行数字化改造，而是借助先进的信息技术和智能化手段，对整个工艺设计过程进行深度优化和创新。
它涵盖了从产品需求分析、工艺规划、工艺参数优化到工艺验证的全过程，实现了工艺设计的自动化、智能化和敏捷化。
在传统的工艺设计中，工艺工程师往往需要依靠个人经验和大量的手工计算来确定工艺方案和参数。
这种方式不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，导致工艺设计的质量和稳定性难以保证。
而智能化工艺设计则通过引入数字化模型、仿真技术和智能算法，能够快速地对多种工艺方案进行评估和优化，从而为企业提供更加科学、合理的工艺决策。
数字化模型是智能化工艺设计的基础。
通过建立产品的三维数字化模型，可以直观地展示产品的结构和特征，为工艺设计提供准确的几何信息。
同时，基于数字化模型还可以进行装配工艺规划、加工工艺模拟等，提前发现潜在的工艺问题，减少实际生产中的错误和返工。
仿真技术在智能化工艺设计中发挥着重要作用。
例如，在机械加工过程中，可以利用切削仿真软件对刀具路径、切削力、切削温度等进行模拟分析，从而优化切削参数，提高加工效率和表面质量。
在焊接工艺中，通过焊接仿真可以预测焊接变形和残余应力，为制定合理的焊接工艺方案提供依据。
智能算法则是实现智能化工艺设计的核心。
例如，遗传算法、粒子群优化算法等可以用于优化工艺参数，寻找最优的工艺方案。
机器学习算法可以通过对历史工艺数据的学习和分析，预测新产品的工艺需求，为工艺设计提供参考。
此外，基于深度学习的图像识别技术还可以用于产品缺陷检测，提高产品质量控制水平。
智能化工艺设计还能够实现工艺知识的积累和传承。
在传统工艺设计中，工艺知识往往分散在各个工艺工程师的头脑中，难以有效地共享和传承。
计算机辅助工艺设计技术及应用
第一节 计算机辅助工艺设计技术及应用
一、 基本概念及意义
计算机辅助工艺设计技术(Computer AidedProcess Planning，缩写CAPP) 是指将企业产品设计数据转换为 产品制造数据的一种技术。 计算机辅助工艺设计是通过 向计算机输入被加工零件的几何信息(如结构、 形状、 尺寸等) 和工艺信息(如加工要求、 材料、 热处理、批 量等)，由计算机辅助工艺设计人员进行工艺规程设计 并自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过 程。
计算机辅助工艺设计的重要意义主要体现：
1) 可以将工艺设计人员从大量繁重的重复性的手工劳动中 解放出来，使他们能将主要精力投入新产品的开发、 工艺 装备的改进及新工艺的研究等具有创造性的工作中。 2) 可以大大缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提 高产品在市场上的竞争能力。 3) 可以提高企业工艺设计的标准化，并有利于工艺设计的 最优化工作。 4) 能够适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要，并为 实现计算机集成制造系统创造必要的技术基础。
二、 先进制造技术的分类
1. 先进制造工艺技术
ATI 高端显卡R250芯片
DIC—45/ 5轴精密高速轮廓加工机床
2. 制造自动化技术
制造自动化是指用机电设备及工具取代或放大人的体力， 甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括 物料的存储、 运输、 加工、 装配和检验等各个生产环节的 自动化。
二、 计算机辅助工艺设计系统的体系结构
计算机辅助工艺设计(CAPP) 系统由控制模块、 零件信息输入模块、 工艺规程设计模块、 工序决策 模块、 工步决策模块、 NC加工指令生成模块、 工艺 文件管理和输出模块、 加工过程动态仿真、 工艺数 据库和知识库等基本模块组成。
第二章 智能设计技术
03关于设计决策的分析说明
通过建模产生的设计方案往往多种多样，并不唯一，这就 需要在设计结果中进行合理的选择；另一方面，模型作为实际 系统的抽象和简化，往往难以一步到位，即难以一次性建立就 能满足要求，而需要不断修正完善，这就表现为设计的迭代性。
设计选择和迭代的基础是评价，它们都与设计决策密切相 关。事实上，设计工作的核心是在设计过程中的不断综合和反 复决策。这种决策主要分为三种类型：①设计过程决策；②技 术方案决策；③可接受性决策。
所谓元知识就是关于领域知识的知识也就是说元知识不是领域知识它不能解决子系统所代表的具体知识领域的问题但元知识是关于各领域知识的性质功能特点组成和使用的知识是管理控制使用领域知识的知智能cad系统及设计方法如果说各领域专家系统子系统是模拟了多个单一的人类领域专家的话而元系统由于它具有元知识则是模拟整个领域专家群体的组织者
•智能设计在ICAD阶段，是以设计型专家系统的形式出现， 仅仅是为解决设计中某些困难问题的需要而产生的。在 I2CAD阶段，表现形式是人机智能化设计系统，顺应了制 造业的柔性、多样性、低成本、高质量的市场需求。
01 智能设计的产生与发展
智能设计的产生： 可以追溯到专家系统技术最初应用的时期，其初始形态都采
02智能决策
利用计算机系统可以实现的决策自动化，其程度要受两 个因素的制约：①我们能在何种水平上建立起代表决策过程 的识模型；②计算机处理这种知识模型的能力。第二个因素 暂且不论，第一个因素涉及领域知识的获取与组织。
随着智能工程理论与技术的发展，随着人们对设计过程 规律认识的深入和提高，我们建立知识模型和利用计算机系 统来处理知识模型的能力将会越来越强，具体到设计领域， 它标志着我们在智能设计方面的水平会越来越高。
数字化工厂建设方案：核心功能要素与关键技术
：随着科学技术的不断发展，制造类企业也经历了几次变革，从实际发展来看，每一次变革都带来了制造水平的大幅提升，体现了科学技术的主导作用，研究认为制造类企业向智能化发展大致经历以下四个阶段：手工作业→自动化流水作业→数字化网络化作业→网络化智能化作业。
从历史发展规律来看，随着科学技术的不断进步，制造类企业变革也是一种必然，从大的发展周期角度，研究认为当前的制造类企业发展正处于第三阶段数字化网络化作业的发展时期，即信息化和工业化两化深度融合的阶段，同时正在初步探索网络化智能化作业。
1、数字化工厂概念数字化工厂是随着数字仿真技术和虚拟现实技术发展而来的，它通过对真实工业生产的虚拟规划、仿真优化，实现对工厂产品研发、制造生产和服务的优化和提升，是现代工业化与信息化融合的应用体现。
随着产品需求的不断变化、产品周期的更新换代速度提升，以及3D打印、物联网、云计算、大数据等新兴信息技术的不断应用，为了缩短研发周期，降低生产成本，提升企业产品质量和效益，先进的制造类企业开始越来越重视数字化工厂的建设，如上汽、海尔、华为、西门子等制造企业均已着手开始建设自己的数字化工厂，以支撑企业实现新的突破和发展。
作为信息化和工业化融合应用的最佳结合点，研究数字化工厂如何建设，探讨虚拟设计与物理设备之间怎样实现无缝衔接，对驱动信息化和工业化的深度融合发展、以及未来智能工厂发展具有十分重要的意义。
数字化工厂具有广义和狭义的概念，其涉及的内容也随着分析的角度不同而有所区别。
本文数字化工厂结合国内离散型制造企业的实际情况（如兵器、航天等领域的部分制造企业），是以广义数字化工厂中核心制造企业为主，在满足自身生产和管理任务的同时，需要具备产品研发能力和售后服务保障能力，因此本论文中的“数字化工厂”不仅仅是生产的概念，它是向前延伸到设计，向后推移到服务，同时涵盖企业管理，包括产品研发设计过程、生产制造过程、企业管理过程、服务保障过程等产品全生命周期整个过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
面向知识管理的智能工艺设计研究与应用
随着知识经济全球化趋势的加强和信息网络时代的到来,知识资源成了企业技术创新和可持续发展的基础,知识管理也得到了更多的关注和应用。
纺织行业是一个知识相对密集,对知识依赖性很强的领域,迫切需要加快技术进步,推进产业升级,加快企业信息化建设步伐,以适应个性化、小批量、多品种、快交货的市场需求。
棉纺工艺设计是一个继承和重用知识的过程,在长期生产实践中形成了大量的工艺经验和实验数据,传统的单一形式的对工艺知识的手工存储和管理已不能满足工艺设计的需求。
基于棉纺行业设备型号繁多,设备更新速度快,工艺流程多变,工艺翻单频繁,工艺计算复杂,人员流动频繁等领域特殊性和复杂性,智
能工艺设计始终是纺织企业产品加工过程的难题。
本文通过缜密分析我国棉纺工艺设计现状及存在的问题,从工程应用的角度提出了面向知识管理的智能工艺技术研究和应用,构建了基于知识共享和重用的智能工艺设计原型系统。
本文主要研究内容包括：(1)论述和分析了国内外知识管理研究现状,研究了面向知识管理的智能工艺技术,结合本课题的研究对象和
领域特征分析,总结了棉纺行业现存问题,提出了本课题的研究内容、目标和意义。
(2)在对棉纺行业进行详细需求分析和运作现状分析的基础上,明确了该行业的
工艺知识构成,完成了该行业工艺知识架构和网络架构的总体设计。
(3)研究了工艺知识的获取方式,工艺知识的分类,以及工艺知识的表示,构建了基于SQL数据库的工艺知识存储模型。
(4)研究了面向用户的工艺设计系统Web界面实现技术,包括 AJAX
开发框架、数据访问引擎以及基于CBR的工艺知识相似性推理技术,并
分析了基于规则的工艺参数智能计算,构建了面向知识管理的智能工艺设计原型系统。
(5)最后给出了系统在多家企业的实际工程应用,并对现阶段研究工作做了总结和展望。