年4月19日畢業設計英文翻譯文檔僅供參考當前的趨勢在計算機輔助工藝規劃奧瑟茲：納菲斯Ahmad1，A.F.M.博士安瓦爾·哈克2答：Hasin3博士1。系講師，工業與生產工程，BUET，達卡，2。BUET系教授，工業與生產工程，達卡，3。工業生產工程學系副教授，BUET，達卡。3摘要：CAPP系統中起著關鍵的作用，整合設計與制造或組裝系統，適當考慮可用的資源和設計約束。迄今已開發了許多CAPP系統。不同的研究者經過如特征或基于實體模型設計的各種先進技術和方法，面向對象編程，技術數據庫，并利用先進的計算方法，包括專家系統和人工智能。最近的一些研究領域，如特征識別特征提取的CAD文件，應用人工智能技術如遺傳算法（氣），人工神經網絡（ANN），模糊邏輯，獲得更多的關注之中研究人員。特征識別提高整體效益的制造系統，消除了人為參與設計和工藝規劃之間。由于計算技術，人工智能技術的飛速發展已被發現是非常適合在不同的階段的工藝規劃。當前的靜態CAPP系統的反應不佳車間的實時狀態和制造環境的動態性質使許多研究人員開發動態CAPP系統。本文全面概述了當前的趨勢研究CAPP，那些作品分類分成幾類，根據她們的重點。關鍵詞：CAPP，CAD1引言有效的CAPP系統集成的設計和制造或具有關鍵作用正確裝配系統考慮可利用的資源和設計約束。它一直發現，15％的過程策劃的時間都花在了技術決策能力，同時平分剩余的時間都花在收集數據，計算和編制文獻。調查表明，一個高效的CAPP系統可能導致總高達30％，在制造周期時間和降低了制造成本工程總時間也能夠減少高達50％[39]。計算機輔助工藝設計（CAPP）是一個非常古老的想法。Niebel提出的第一個想法使用的計算機的速度和一致性，以協助處理計劃的決心。盡管早期識別提取操作和處理序列的可能性從零件的幾何形狀，在CAD，計算機輔助工藝規劃一直沒有大致解決，直到20世紀70年代。1976年2CAPP系統（CAPP和MIPLAN的）發達。隨后WYSK（1977）提出了生成系統詳細過程選擇標題為“APPAS”[3]。從那時起CAPP已經開始被廣泛解決。由Chang[6]作為函數定義的第一個在制造工藝規劃設施，建立過程和參數將被使用（以及那些機器能夠執行這些流程）來轉換工件成品部分從最初的形式，在工程圖紙的最后一個預定。流程規劃是翻譯工程設計制造工程的覆蓋面數據轉換成零件制造[33]的最有效的方法。制造社會工程師定義工藝規劃系統測定方法“，其中一個產品是要制造，經濟和競爭力。工藝規劃的任務涉及的一系列步驟。在手動過程思維過程規劃者首先回顧了工程制圖，確定主要的可移動的部分功能。規劃師，然后研究設計規范和比較這些規范她/她的知識生產。策劃者還能夠提供幫助第7屆紙滿足和2國際會議工程師學會，孟加拉國機械工程科10月25-27日，文件第10頁81-9282文件，以確定設計的一部分的制造能力。最后根據店鋪地板能力，過程策劃者能夠決定分包工作，或使部分制造的制造工序的房子，這導致編制的列表部分。因此，工藝規劃活動基本上包括以下內容：解釋產品設計數據，加工過程中的選擇，刀具的選擇，選擇機床，確定設置要求，經營測序，確定生產公差，切削條件的確定，夾具設計，夾具，刀具路徑規劃和生成NC程序，計算過程時間，新一代的工藝路線表等。手工工藝規劃過程策劃的專業知識，高度依賴。雖然CAPP使用幾乎相同的步驟，采取手工工藝規劃，它需要很短時間比手動過程規劃。CAPP工藝規劃優化使用不同的優化技術。由于經驗豐富的工藝迅速減少當前的行業規劃師，需要產品生命周期短，CAD/CAM的重要性，CAPP的研究已經獲得了比以往任何時候都更加重視，曾榮獲最高在近年來的優先級。2基本工藝規劃系統自從第一次在1960年代初開發的CAPP系統，一直在增加的發展，導致各種CAPP系統，從研究和產業化原型公司和商業軟件包，針對不同的規劃問題和提供了豐富的不同的解決方案。當前，一般有兩種方法計算機輔助工藝規劃變種和生成，每一個都與特定規劃技術。簡要討論這兩種方法。2.1變工藝規劃（VPP）它遵循的原則，類似的部件需要類似的計劃。因此，該方法需要一個人為操作的一個部分，輸入部分信息分類，檢索一個類似的過程計劃從數據庫（其中包含先前計劃），以及編輯計劃產生預先存在的進程計劃的新變化。規劃一個新的部分，涉及檢索現有的計劃和修改。在一些變型系統中被劃分成若干部分組相關的部分家庭，其特征在于制造方法中的相似性，從而技術。在手工工藝規劃相比，該變種的方法是非常有利的提高信息管理能力。因此，復雜的活動，決策需要更少的時間和勞力。同樣的程序，能夠經過納入標準化規劃者的制造知識結構到公司的具體需求。因此，變系統能夠完成的計劃和制造知識組織和存儲的過程能夠快速評估計劃。可是，也有困難，在編輯實踐中保持一致并足夠無力，以適應不同的組合的幾何形狀，尺寸，精度，材料，質量和店鋪加載。最大的缺點是，依然依賴于過程的質量計劃知識背景，過程策劃。2.2生成工藝規劃（GPP）利用決策邏輯，公式，制造規則，幾何生成過程計劃基于數據，以確定過程所需的原材料轉換成成品零件。每個部分輸入部分的功能??和屬性的基礎上開發新的計劃。應有生成CAPP系統的復雜性，這種方法是比較難設計實施的系統相比，基于變種方法。但生成CAPP系統不需要借助一個人籌辦，并能產生不屬于現有的計劃部分家庭。制造的規則存儲在計算機中的設備能力的系統。生成系統生成的方法是復雜的，很難發展。相比之下，變系統生成系統更發達和成熟;它們適合規劃過程中腫塊或大批量生產。對于規劃離散制造產品的過程中極大的多樣性，生成系統多比變系統更適合。然而，真正的生成系統還在后頭雖然研究人員由早期的樂觀猜測。大多數CAPP系統在使用現在要么是變系統或半自動生成系統（帶一些規劃功能開發與變異的方法，別人生成的方法）。的兩種方法的適當的組合，能夠進行有效率的CAPP系統。首先，系統將檢查是否可能是一個新的部分變種工藝規劃的方法。如果變系統是無法識別的部分是前一個組，或家庭將使用生成技術，工藝規劃。因此，兩者的變異和生成過程規劃方法需要進一步發展并行。3一些新方法在過去的二十年，龐大的科研工作是在不同的研究領域，在CAPP。這些工作能夠在這些作品中所涉及的部分類型分類，如棱柱部分[16，22]，圓柱部分[19，39]，的鈑金[1]鑄造[2]和裝配系統[5，4，37]。除了這一廣泛的分類，也能夠進行分類研究工作的基礎上幾何造型技術。這里簡要介紹一些新的想法。基于特征的和基于實體模型的工藝規劃基于實體模型的工藝規劃使用實體建模包設計了一個3D的一部分。在基于特征的工藝規劃系統的一部分設計與設計導向的制造業用于識別零件特征和功能或特征提取/特征識別系統她們從CAD文件的屬性。納賽爾El-Gayar的和其它[28]提出了一種基于原型實體模型自動化工藝規劃系統集成CAD和CAM系統。在這個系統中，三維（3D）完成的部分是建立使用實體建模軟件包。原始（圓柱形，錐形，塊，楔形，球面和環面）是用來定義去除量。這系統由三個主要部分組成：CAD接口，生產知識和過程計劃。CAD接口包括的成品零件圖紙。完成部分建使用的AutoCAD高級建模擴展（AME）模塊在一臺PC。隨著AME模塊，用戶能夠創立復雜的3D零件和裝配使用布爾運算結合簡單的形狀。是擺在生產知識的過程規劃過程中，它可容納的基本知識。它包含有關機床，工具，庫存材料，切削參數，并依此類推。過程計劃然后生成基于公認的固體原語和生產規則在原型基于特征的自動化工藝規劃系統（FBAPP）從可移動量的角度來看，而不是從設計部分確認觀點。的整個過程中FBAPP自然是更接近人類的思想過程策劃。圓柱表面加工過程的一個特點為基礎的方法是開發勇等。這一過程涉及以下步驟：（1）認識形式功能，從零件的幾何形狀，（2）轉換到加工量的形式特征（負功能）適用于車削和銑削加工（3）將它們組合成替代加工量（4）加工工藝類關聯到每個加工量，和（5）生成這些卷的優先級之間的關系。然后，輸出用于由工藝設計系統，工藝順序序列已被確定且分配給多個主軸和炮塔。口袋有效地用于加工不同類型的，它是必要的分解笨重功能雕塑口袋厚度薄的特點。裕先生，町，和韻設計了一個功能基于雕塑口袋加工工藝規劃。首先，龐大的功能復雜形狀的口袋是分割成幾個薄層和時間的優先級分段功能的構造，然后變切削條件被應用到每個更小的特征。她們發現，如果口袋里的雕塑形狀是水平分割垂直和變切削條件適用于每個特征加工變得更加容易。互動和功能基于CAPP黑板是一種新方法，符合傳統工藝規劃[41]。人力過程策劃變得非常熟悉該系統很快。計劃能夠手動編輯或知識庫系統完成。該黑色板系統的體系結構能夠被看作是一些在前面的一個人坐在黑板上。這些人都是獨立的專家，共同解決一個問題，使用黑板上的顯影溶液。問題解決問題時開始和初始數據都寫在黑板上，尋找機會運用她們的專業知識來開發解決方案。當一個專家發現有足夠的信息來作出的貢獻，她在黑板上記錄的信息，解決了問題的一部分，使得其它專家提供新的信息。這個過程一直持續，直到問題已經解決了。當前許多研究應用面向對象的方法進行不同的研究問題[34,40]。面向對象的流程規劃是一個合乎邏輯的手段表示現實世界中的組件的制造系統。開發商系統對象的標識一組來自于問題域，并表示的操作的作為這些對象之間的交互的系統。一個對象的行為是用什么樣的一個目的是能夠做。使用面向對象的設計或面向對象工藝規劃系統的發展提供了編程工具解決復雜的工藝規劃和能力逐步功能系統的成熟，從而允許開發者創立一個完整的生產規劃的系統。面向對象的系統更加靈活的條款進行更改和處理隨著時間的推移，系統的演化。該技術是一種有效的手段規劃知識表示的一種組織和封裝與所操縱的數據的系統的功能性。這種模塊化的結果是一個設計的可擴展以包括附加的功能，并和其它進程處理。該設計還擴展延伸的部分模型，以支持傳統片部分規劃規劃由多個部件和組件的高端產品。4靜態，動態的過程規劃不同的研究者區分規劃從靜態的動態過程，在不同的方式。Usher和費爾南德斯等人提出關注的是靜態的過程中計劃一代的替代計劃，是通用的，她們不考慮具體車間資源的運行狀態。此規劃涉及的選擇，分配，和序列分析的過程和機器，可能被用于（如果可用）。動態規劃作業時發生發布生產車間。在這個時候，宏觀層面計劃檢索和考慮到考慮的車間資源的可用性規劃完成以及調度所指定的目標。動態工藝規劃系統的部分設計進行評估和重新設計的基于制造性分析和制造工序，能夠有效地選擇和靈活利用部分表示提供的產品信息。的結果動態過程，規劃是一組排名接近最佳的替代計劃。動態過程規劃能夠對付變異和生成過程的設計問題。它能夠執行可制造性評價，并產生修改或改進建議不同階段的部分設計。這種模式的主要特點是功能集成和信息集成。功能集成意味著所有的功能模塊，如零件設計模塊，工藝設計模塊，模塊和可制造性評價相互支持對方。應有效地進行它們之間的相互作用。信息集成是指系統應提供直接訪問所有必要信息，各功能模塊的產品或工藝的設計過程的任何階段。為例如，同時進行產品設計，制造資源能力應提供的產品設計工程師，在這個過程中的設計設計部分特征信息應提供工藝設計工程師以類似的方式。第二，其它的功能模塊能夠共享信息，原本屬于某個模塊，如部分功能創立零件特征建模的信息模塊。拉森和Alting[23]以不同的方式表示想法。她們分為工藝規劃成非線性的，閉環和分布式過程規劃系統的系統。在非線性工藝規劃系統，該系統生成和排列所有可能的選擇，計劃獨立于資源狀態在車間生產前的一部分，然后在時間生產，調度工作，經過替代的方式，直到找到一個滿足當前制約生產。閉環工藝規劃生成一個計劃根據反饋從車間在生產時實時工作尊重當時的狀態的資源和分布式工藝規劃涉及進行規劃和調度并行。5CAD和CAPP之間的聯系創立鏈接CAD與CAPP并行設計中最困難的任務之一和制造。如果沒有適當的CAD和CAPP之間的接口，它是不可能生成的處理計劃，這將需要最少量的時間和成本。特征識別或特征提取是實現這一目標的關鍵。在機械組裝或加工處理中，一般，一個特征是定義為一組構成的面孔。幾何信息相關的一個特征是很明顯的對象的子集。除了幾何信息，一些非幾何相關聯的信息的一個特征也是必不可少的過程計劃。特征提取分為三類。·圖形/模式匹配，·基于知識的系統和·幾何分解。圖/模式匹配搜索技術被用來尋找原語，如臉，邊緣的一部分設計。從這些原語中的幾何形狀的曲線圖中被創立。然后，該圖是用于識別的功能的一部分。在基于知識的功能萃取技術的專家系統的規則和技巧是用來提取功能，從三維實體模型設計的一部分[21]使用內部邊界表示。幾何分解包括細胞分解，凸包和建設性的固體幾何樹重排。勇[19]展示了如何分解技術，可用于特征識別。在她的中央工作形式特征分解（FFD）是從邊界幾何應用凸分解，被稱為分區（ASVP備用卷的總和）使用凸殼的差集操作。這種特征識別方法重要的優勢，以支持自動化流程規劃。Foremostly，交互功能正確識別。另外，外層次關系，面正確依賴，獲得無障礙信息功能。基于極值，從外到內，本質上是重要的一部分邊界面幾何層次既有物質面向去除部分的制造工藝和添加劑如沉積過程裝配作業。柿野[25]首先開發的一部分描述的基礎上，基本的方法概念繪圖信息轉換成面向計算機的信息的數據結構。用代數的建筑規則和描述的部分形狀形成的循環性或體積元素上執行的操作的規則集理論基準表面平行移動。基于柿野的工作雅庫博夫斯基使用了句法的方式來形容2D的個人信息在二維加工零件。她申請擴展的上下文無關文法來描述加工的零件族，并詳細講解了解釋解析器建設技術。CHOF[25]還概述了使用句法模式識別物色小學機表面工藝規劃加工中心。6人工智能技術在CAPP在過去，傳統的計算機程序已被用來解決形式化的問題，聲明和原則很好理解。生病正式lessunderstood的問題導致發展的人工智能（AI），特別是形成以知識為基礎的系統（凱士比），專家系統（ES）。基于知識的系統從人工智能領域的開發，而這又是計算機的一個分支科學。AI試圖在計算機模擬人的智能。AI嘗試適應，學習，創造和積累的專業合并智慧。當前國內的一些人工智能技術如遺傳算法（氣），人工神經網絡（ANN），模糊邏輯被廣泛用于CAPP系統[12,36]，但專家系統（ES），這是一個AI工具，CAPP系統中已使用了很長時間。許多ES為基礎的CAPP系統，迄今已開發和研究人員仍在試圖解決許多CAPP問題ES[8,10,20,39]。尤尼斯等。[39]討論了如何開發CAPP專家系統。她們解釋專家系統的旋轉元件使用金??屬切割操作，選擇了變異過程和生成過程規劃計劃。域分析的方法，規劃方面的問題式樣知識特性。專家系統分為以下主要組件a）知識庫，b）知識獲取機制，c）在識別/推理機制d）一個用戶界面機制專家系統不同于她們的知識不是簡單的數據讀取的數據庫，但也能夠用于不同類型的問題的解決方案。因此知識區分開來的數據，因為它是集成了它的使用說明。造成這種情況的的知識劃分成許多碎片盡可能使更多的知識基礎模塊化的。制造知識[41]在CAPP系統·設計相關的生產知識，例如經過采用CAD專家模塊，它允許提取/添加/工藝規劃信息部分設計。·部分工藝制造知識相關聯的數據內容的部分建模的過程模型，它體現的過程中選擇專家模塊，確定進行目標的一部分或在不同的制造步驟功能，這些制造步驟的序列之間的關系。·資源工藝制造知識聯營公司的數據內容可用資源的過程模型，它體現了例如機器選擇專家，確定集群的候選機床的操作的一個某些工件。·資源零件制造知識涉及的部分數據與資源數據（例如，選擇一個工具/機器部分的尺寸的影響）·過程計劃生成知識包圍所有其它的知識，使知識來源。推理引擎訪問的知識基礎和檢索的規則被執行從它。它能夠從一個給定的數據開始，行動規則，其先決條件是執行由數據庫達成。重復該過程，直到沒有更多的規則適用。推理引擎能夠從一個目標，只有那些規則的動作部位包括檢查目標。如果某些參數的前提條件是未知的，她們被要求從用戶或來自其它規則。Kryssanov等。人。討論了建立CAPP專家系統的正式方法。她們考慮到使用邏輯模型的CAPPES建設技術發展。科皮尼和達科斯塔[10]提出了一種技術，代表的定性信息所提供的數學模型（如??泰勒的方程）和所使用的非正式的知識實驗實踐參與加工參數的選擇。這種技術是根據生產相關的規則與約束。例如限制時間，工具生活;芯片的形式出售;機功率等。最近人工神經網絡（ANN）之間的研究人員正在受到關注。是一類神經網絡計算系統，它利用一個高的并行架構。解決問題的任務，如工藝規劃，可視為模式分類任務的神經網絡，它能夠有效地解決。[36]。流程規劃師學會輸入模式之間的映射，組成要素和屬性的一個部分，和輸出模式，由加工操作的序列，適用于這些部件。因此，神經網絡提供了一個可行的解決方案，自動化的工藝規劃知識。網絡由大量簡單的處理單元，通信經過加權連接平行。圖2.1展示了3層感知架構。第一層是輸入層，其單位就等于激活相應的網絡的輸入值。第二層被稱為隱藏層，因為其輸出用于內部不視為網絡輸出。最后一層是輸出層。神經網絡，可用于自動采集工藝規劃知識。這種方法克服了時間相關的復雜性與早期的嘗試使用machinelearning技術。神經網絡的方法，使用單一的方法產生有用的推論，而不是使用明確的綜合規則。只因為網絡產生的問題所需要的推論，也沒有必要生成并存儲所有可能推論提前。進一步的研究是必要的自動識別在加工功能。7優化技術在CAPP優化工藝設計制造系統的最重要的目標之一，因為它認為，只有這些行業能夠作出有效的制作在這個千年承受國際競爭。研究作品的數字執行產生最佳的工藝方案。最佳工藝方案可能會在的時間或成本或一些加權這兩個組合的基礎上的基礎。工具選擇，機床選擇，工藝的選擇和刀具路徑的選擇，工藝參數選擇的優化過程中規劃的最重要的領域。分支定界的技術能夠被用于求解組合優化工藝規劃的問題。組合優化問題問題出的所有可能組合中選擇最佳組合。KYOUNG，町，君，分支定界法選擇的最佳工具，從而最大限度地減少了加工時間使用的范圍內可行的工具和廣度優先搜索。她們應用技術口袋加工。她們集中選擇工具優化工作組合。不同的研究者使用不同的技術，優化工藝參數，但所有這些技術有其自身的局限性。直接搜索方法包括功能評估和只有比較。梯度搜索方法需要函數及其導數的值，以及特點和全靠e值手術選擇經常性投入（序列上下文）輸入層層產量層加權連接加權連接圖1：一個神經網層她們的計算機化也存在問題。她們更難以比直接搜索方法，但它們能夠產生更準確一些計算工作。衍生工具為基礎的數學優化管理優化功能離散變量。動態編程的問題，其可能被應用到解決方案涉及到多級決策過程中，既能夠處理連續和離散變量。相反，許多其它優化方法，它能夠產生一個全局最優的解決方案。可是，如果該最優化問題涉及到大量的獨立具有寬范圍的值的參數（如切削參數的優化的情況下），動態規劃的使用是有限的。由于變量和約束條件的數目增加，最佳增長的趨勢奉承的概率較小，變現將是一個最佳的數學最佳的，因此計算工作量增大增色不少。幾何編程是一種有用的方法，該方法可用于解決非線性問題非線性約束，特別是當以優化的目標函數是一個小數和負指數多項式，而可能被納入約束解決方案中的技術。它是更強大的比其它的數學優化當這個問題被一個或兩個約束所限制的技術。可是，如果該程度難度增大，所配制的問題可能是比原來的更復雜的問題。幾何編程技術只能處理連續變量。優化問題的解決方案，其中包括真實的值的變量，能夠使用多種方法獲得。然而，每種方法都有其自己的利潤和障礙。有沒有高效的目的可用于非線性規劃的優化方法的問題。，參與確定最佳的計算時間和成本參數一般取決于模型的復雜或簡單的。有些型號能夠產生準確的解決方案，經過嚴格的計算，這是不經