典型結構件是航天產品的重要組成部分,主要包括:框環(huán)類、閥門類、支架類和焊接框架類四個大類。隨著航天事業(yè)的發(fā)展,典型結構件的設計和生產任務越來越重。由于其多品種小批量的性質,典型結構件的工藝設計成為了一個瓶頸問題。所以,提高典型結構件的工藝設計水平成為了提高典型結構件生產能力乃至于提高航天產品發(fā)展速度的關鍵問題。隨著知識工程的引入,航天典型結構件的設計與生產也朝著快速化、智能化的方向發(fā)展。基于歷史的工藝文件及工藝設計經驗,分析和歸納同類典型結構件特征及工藝的相似性及工藝文件的結構特點,形成結構化的零件特征庫、工藝序列庫和典型工藝庫,據此實現(xiàn)工藝路線及各工序的工藝參數(shù)的智能推理。最終完成典型結構件的智能設計系統(tǒng),輔助工藝人員高效完成典型結構件工藝編制工作。這就是本文的研究目標及應用價值。工藝路線設計是工藝設計的關鍵環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的工藝路線編制是工藝人員以個人經驗根據零件結構特征來完成的。為了實現(xiàn)工藝路線的智能推理,需要在大量歷史工藝文件中找到工藝路線編制的一般規(guī)則。為此,首先采用XML對歷史工藝文件中的工藝路線進行結構化表達,清晰地表示出各工藝路線的結構模型;進而,根據航天典型結構件工藝路線編制規(guī)則能夠表示為關聯(lián)規(guī)則形式的特點,建立關聯(lián)規(guī)則模型,并采用APRIORI算法挖掘出典型工序序列,并對挖掘出來的典型工序序列進行分析,找出各工序及各個工序余量之間的關系,總結出工藝路線編制的一般規(guī)則及主要工序的常用余量序列,將工藝路線的設計問題轉化為余量序列的確定問題;最后,采用改進粗糙集的方法找出加工余量和零件特征間的關系,并以此確定唯一工藝路線。在完成工藝路線設計的基礎上,還需要對各工序的關鍵參數(shù)進行智能化推理,從而完成整個工藝智能設計。通過典型工序的分析,了解各工序需確認的工藝參數(shù)及其對應的特征條件,建立相應的BP神經網絡模型。使用歷史數(shù)據對網絡進行訓練,并驗證其誤差,將得到的網絡用語后續(xù)的工藝推理中。最后,以某航天設備制造廠的典型結構件中的框環(huán)類零件為驗證對象,討論了相關技術的實際應用。從工藝部門的實際情況出發(fā),開發(fā)了基于CAPP的航天典型結構件的工藝智能設計系統(tǒng)工具,介紹了系統(tǒng)的技術路線及體系結構,給出了系統(tǒng)的運用實例。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V46
【部分圖文】：

圖 1-1 傳統(tǒng)航天產品工藝設計流程Fig.1-1 Process design process of traditional space products如圖 1-1 所示，工藝設計人員完全依靠自身經驗，參考以往的設計實例及工藝設計相關標準，完成整個工藝設計工作。在這個過程中存在以下幾個問題：1. 對于工藝設計人員經驗依賴過大，新的工藝人員需要較長時間的學習和實踐才能夠勝任工藝設計工作；2. 航天產品的工藝設計知識體系相對比較復雜，工藝設計人員很難完全掌握；3. 對于同一類型的零件工藝，本身結構特征相似，其工藝文件差別不大，但也需要重新編寫，存在大量低級重復性勞動。1.2 研究的目的及意義

圖 2-5 基于 XML 的零件特征及工藝信息模型顯示Fig.2-5 Part features and process information model display based on XML按該模型格式將框環(huán)類所有歷史工藝文件進行結構化并存入數(shù)據庫中，形成工藝實例庫，便于后續(xù)研究的調用。2.5 本章小結目前，XML 的建模標準在各個工程領域都得到了廣泛運用，本章結合航天典型結構件特征及工藝信息的特點，充分考慮模型的靈活性和可擴展性，完整全面地描述了零件特征及工藝的各方面信息，使得系統(tǒng)可以方便的提取所需要的信息，為后續(xù)的數(shù)據分析和推理奠定了基礎。

圖 3-2：某框環(huán)零件工藝路線結構化Fig.3-2 Structured process route of a frame ring首先通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)一些典型的工藝序列。比如“來料檢驗-探傷-預處理”和“來料檢驗-預處理”這里是準備階段的兩種典型工藝，由材料的性質來決定是否需要加入探傷。再如“鉗工-表面處理-檢驗-入庫”為主要加工完成后典型工藝序列，幾乎每個框環(huán)類產品都是采用該序列。對于中間加工部分車削、銑削、檢驗和熱處理之間的規(guī)則，我們通過采用 Apriori 算法進行發(fā)掘，取初始支持度和置信度閾值都為 0.3，支持度每次調整量為 0.01，共得到 2147 條規(guī)則，由于篇幅限制，只顯示部分挖掘結果：

【參考文獻】

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1 周丹晨;;基于粒計算面向工藝實例檢索的材料相似度算法[J];機械工程學報;2014年13期

2 孫立民;;改進的粗糙集屬性權重確定方法[J];計算機工程與應用;2014年05期

3 李露;李斌;杜艷玲;謝一民;;幾種改進BP神經網絡算法預測飛灰含碳質量分數(shù)效果的比較[J];發(fā)電設備;2012年06期

4 吳立云;楊玉中;;基于粗糙集-熵理論的綠色供應商選擇模型研究[J];工業(yè)工程與管理;2011年02期

5 吳巍;周孝德;王新宏;程文;;基于自適應粒子群算法優(yōu)化神經網絡的多沙水庫沖淤預測模型研究及應用[J];西北農林科技大學學報(自然科學版);2011年04期

6 李紅;楊劍鋒;;基于改進的BP神經網絡模型參考自適應控制[J];蘭州交通大學學報;2011年01期

7 王玫;王卓;王杰;;回轉類零件的人工神經網絡工序選擇方法研究[J];電子科技大學學報;2010年03期

8 陳樺;唐春艷;;基于XML建模的研究及其在CAPP系統(tǒng)中的應用[J];微計算機信息;2006年30期

9 李治;金先龍;賈懷玉;朱曉魏;;產品設計知識的表示與重用技術[J];上海交通大學學報;2006年07期

10 王忠浩,邵新宇,張國軍,李培根;基于擴展粗糙集的工藝偏好知識發(fā)現(xiàn)[J];機械工程學報;2005年07期

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1 周煒;飛機自動化裝配工業(yè)機器人精度補償方法與實驗研究[D];南京航空航天大學;2012年

2 張格偉;基于工藝知識網格的可重構CAPP系統(tǒng)關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2008年

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1 趙新坤;飛機裝配大數(shù)據挖掘技術研究[D];沈陽航空航天大學;2016年

2 馬進;基于知識的集成電路光刻工藝設計系統(tǒng)研究[D];上海交通大學;2011年

3 林豐藝;機械工藝知識管理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

4 曾科;基于知識的面向棉紡企業(yè)的工藝設計系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2007年

本文編號：2810106