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簡析飛機數字化裝配知識管理系統構建論文
引言
裝配是飛機制造流程中的關鍵環節之一，其工作量約占整個飛機制造勞動量的40%~50%，幾乎涵蓋了整個飛機研制過程，保證飛機裝配的質量和效率對飛機制造具有十分重要的意義。裝配工作的順利進行離不開裝配工藝設計，工藝設計負責為需要裝配的產品選擇合理的裝配方法和裝配順序。在傳統裝配模式下，飛機裝配工藝設計的知識和經驗主要由紙介質記錄，不利于積累、管理和使用，裝配工藝設計效率低、易出錯。隨著數字化技術的發展，飛機設計和工藝規劃向著無紙化、數字化的方向前進，為了配合數字化設計及三維工藝規劃技術的應用和進一步發展，研究數字化的裝配知識管理系統，科學、系統地管理裝配工藝設計的知識、經驗顯得十分必要。
本文在研究裝配知識特點的基礎上，構建裝配知識庫管理系統，將飛機裝配過程中積累的各種典型工藝規范、操作規程、裝配資源等信息，通過分類提煉形成結構化、參數化且表達形式和應用密切相關的典型工藝知識，保存到裝配知識庫中。在此過程中改變了知識的定義方式，使裝配知識結構化、參數化，便于知識的快速檢索和重復使用;工藝員在設計過程中以實際應用為主線，根據現實的應用場景在裝配知識庫管理系統中進行快速工藝設計、定義典型應用模板，使工藝設計標準化，提高了工藝設計的效率和質量，降低了成本。裝配知識庫中的各類知識也便于工藝人員進行培訓學習;用戶可根據裝配知識庫管理系統對系統中的知識進行統一管理，并對知識的使用情況做出評價。裝配知識庫向數字化裝配工藝設計系統提供數據支持，同時能夠快速檢索知識，滿足日常工作中裝配工人和工藝員學習培訓的需要。
1裝配知識定義
構建裝配知識管理系統首先需要對裝配知識進行分析和定義。裝配知識定義以裝配知識的應用為目標，滿足知識快速積累和應用的要求，采用基于本體的工藝知識定義方法，此定義方法的作用是將錯綜復雜的、游離的工藝知識片段按照同義關系或層次關系全部關聯在一起，形成有用的信息鏈或信息網，因此工藝知識之間彼此相連，不出現斷點，從任何一個信息點出發都可以通過某種路徑找到其它的信息。
2裝配知識分類
飛機裝配流程復雜，涉及的環節較多，為了便于知識的管理，需要對裝配知識進行分類。對于不同類別的知識，應用提出的裝配知識定義方法，給出知識定義的要求。
裝配知識主要從現有的工藝規范、典型工藝規程、典型操作程序、技術手冊、裝配資源等信息中積累獲取，根據知識特點，按照知識易用的原則與軟件工程標準對其進行結構化、參數化處理，形成知識體系結構。知識體系結構可分為資源類知識、操作類知識、典型裝配知識三類。
2.1資源類知識
資源類知識是對裝配過程中使用的工具、刀量具、設備、工藝參數等進行結構化、參數化定義形成的最小知識單元。
資源類知識來源于工藝文件中的參數表、標準件參數表和車間積累的經過審核、驗證的資源類參數表。資源類知識需定義工藝過程相關的資源、基礎參數表的屬性，包括知識概念、知識本體屬性、知識關系三部分內容。
2.2操作類知識
操作類知識是依據某一裝配操作工藝流程，梳理各流程節點間的邏輯關系，按該邏輯關系對相應的資源類知識進行組織而形成的知識單元，操作類知識包含操作流程、各流程節點的工藝參數、工具、技術要求等�？蓭椭脩艨焖偻瓿裳b配工藝設計，在工藝設計過程中可自動匹配資源，快速生成、積累工序描述，供工藝員及操作工人學習、借鑒。
操作類知識來源于兩方面：一是直接來源于工藝規范、典型工藝規程、典型操作程序、技術手冊，只是改變了知識的表現形式;二是對某一份或幾份工藝規范、典型工藝規程、典型操作程序、技術手冊進行梳理提煉、重新組織知識結構，形成新的操作類知識。
操作類知識參數表主要定義工藝過程相關的操作類知識屬性，包括知識概念和知識本體屬性兩部分。
2.3典型裝配知識
典型裝配知識是針對典型產品的裝配過程進行梳理形成的裝配工藝流程，對某一類相似產品的裝配具有參考意義。典型裝配知識來源于在工藝過程中積累的經過實踐驗證且通過評審的典型裝配知識。收集并整理典型裝配單元工藝過程規劃，形成典型裝配單元工藝過程模板，模板包括工藝過程視頻及工藝流程圖，其中流程圖以圖片的形式體現。典型裝配知識參數表主要定義知識的知識概念及本體屬性。
3裝配知識庫管理系統結構及功能
在飛機裝配知識定義及分類研究的基礎上，構建裝配知識庫管理系統。為實現知識積累、使用方便的目的，按功能將裝配知識庫管理系統分用戶知識空間、工藝知識庫、知識管理、系統管理四個模塊。
3.1工藝知識庫元素級(資源類)：工藝知識庫中的元素級知識庫方便用戶檢索、積累、共享、維護裝配知識基礎數據。具體包括：查看知識，新建知識，修改知識，派生知識，刪除知識，批量導入數據，屬性說明。
功能級(操作類)：工藝知識庫中的功能級知識庫對元素級知識進行了有效的整理、組合，可幫助用戶快速完成裝配工藝設計，在工藝設計過程中可自動匹配資源，快速生成、積累工序描述，供工藝員及操作工人學習、借鑒。具體包括：查看知識，匹配工藝流程，選擇工藝流程，查看相應的工藝過程視頻，匹配各子流程中相應的資源，生成工序描述。
產品級(典型裝配)：工藝知識庫中的產品級知識庫可作為典型裝配工藝過程積累的平臺，所積累的知識可供工藝員和操作工人學習。具體功能包括：查看知識，新建知識，修改知識，派生知識，刪除知識，通過DELIMA軟件中的DPE模塊導入裝配知識庫模板成功后，系統可以對典型裝配模板進行查看操作。
3.2用戶知識空間
知識空間為用戶臨時知識存放區域，對用戶新建、派生或常用的知識分類存儲，方便用戶快速查看、使用知識。
新建知識部分存儲用戶新建的產品級和元素級知識數據，方便用戶對自己創建的臨時數據進行操作。
派生知識部分存儲用戶派生的產品級、元素級知識數據，方便用戶對自己派生的臨時數據進行操作。
常用知識部分存儲用戶經常使用的工序描述和元素級知識數據，方便用戶查看知識數據。
3.3知識管理
知識審批：具有審批權限的用戶對產品級、元素級待審批的知識進行校對、審核、批準，若審批未通過，未通過審批的信息及原因反饋給審批發起用戶。
知識統計：根據知識類型、時間段統計知識的入庫情況和使用情況，知識管理人員可根據知識統計結果維護知識庫中的數據并作為相關業務人員的考核依據。
3.4系統管理
系統管理主要完成對用戶基本信息的管理、維護和更新。
4與數字化工藝設計系統的集成
數字化裝配知識庫為數字化三維裝配工藝設計系統提供接口，實現信息交互。系統包括4項主要功能。
4.1典型裝配模板導入數字化三維裝配工藝設計系統
數字化三維裝配工藝設計系統用戶在進行典型裝配設計時，可從裝配知識庫管理系統中查詢相應典型裝配模板，自動解析該模板，并在對應的裝配單元下面生成該典型裝配，以支持典型裝配的快速、規范化設計。
4.2數字化三維裝配工藝設計系統導出典型裝配模板到裝配知識庫
數字化三維裝配工藝設計系統用戶可將數字化三維裝配工藝設計系統中典型裝配結構及相關屬性內容以XML文件輸出保存到裝配知識庫管理系統中。利用裝配知識庫管理系統的平臺積累典型裝配模板。
4.3工序描述及相應資源導入數字化三維裝配工藝設計系統
數字化三維裝配工藝設計系統可調用裝配知識庫中的工序描述及相關資源，實現裝配指令的快速、規范化設計。具體調用方法如下：
數字化三維裝配工藝設計系統用戶在進行裝配指令設計時，調用裝配知識管理庫系統的知識搜索接口進行功能級知識的查詢，查詢到所需的功能級知識;
通過該功能級知識，可查詢到其所關聯的通用工具，同時，生成所需的工序描述。
工序描述添加到數字化三維裝配工藝設計系統中對應工步的工序描述屬性中，該功能級知識相應的資源發送到數字化三維工藝設計系統資源庫，并關聯到對應的工步上。
4.4資源導入數字化三維裝配工藝設計系統
數字化三維裝配工藝設計系統可從裝配知識庫管理系統中查詢所需資源，導入到數字化三維裝配工藝設計系統資源庫中。
5結論
飛機數字化裝配技術正在迅速發展，為了滿足裝配系統對于裝配知識的應用需求，研究適應于數字化裝配的知識庫十分必要。本文考慮飛機裝配知識的特點，從知識定義出發構建了裝配知識庫管理系統，主要結論如下：
(1)飛機裝配知識主要可以分為資源類知識、操作類知識和典型裝配知識三大類。
(2)構建裝配知識庫管理系統，系統按功能可分為用戶知識空間、工藝知識庫、知識管理、系統管理四個模塊，可以實現裝配知識的積累和調用等功能。
(3)裝配知識庫管理系統可以與數字化工藝設計系統進行集成，實現信息交互，為工藝設計提供資源支持。
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