文/余心宏·西北工業(yè)大學材料學院

航空鍛造知識管理系統(tǒng)研究及應(yīng)用

針對航空鍛造企業(yè)對航空鍛造知識管理及應(yīng)用的需求，搭建航空鍛造知識管理系統(tǒng)，使得鍛造企業(yè)可以通過計算機數(shù)字化的方式積累以往的材料冶金知識和鍛造工藝技術(shù)知識，實現(xiàn)鍛造知識的共享和利用，提高技術(shù)人員工作效率和設(shè)計水平，控制鍛造加工質(zhì)量，從而提高整個企業(yè)的競爭力。該系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括以下四項。

⑴面向?qū)ο蟮木C合航空鍛造知識表示及分類技術(shù)。

采用面向?qū)ο蠓椒ǎY(jié)合語義網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)生式規(guī)則等多種知識表示方法，從知識的計算機數(shù)字化角度對航空鍛造知識進行分類和表示，建立面向?qū)ο蟮暮娇斟懺鞂ο笾R模型，采用對象的繼承性實現(xiàn)航空鍛造知識的分類，采用對象的屬性、實例和方法結(jié)合規(guī)則等知識表示方式實現(xiàn)航空鍛造知識的表示，構(gòu)造航空鍛造知識組織體系。

⑵基于工作流的航空鍛造知識獲取技術(shù)。

在航空鍛造知識對象模型的基礎(chǔ)上，基于工作流技術(shù)的航空鍛造知識獲取方法，通過對知識的獲取、校對、評估、審核和批準等過程控制，實現(xiàn)航空鍛造知識的錄入、校正和發(fā)布生效，建立航空鍛造知識獲取控制機制，并在此基礎(chǔ)上建成航空鍛造知識庫。

⑶基于知識的航空鍛件研發(fā)、工藝設(shè)計和制造支持技術(shù)。

基于航空鍛造知識庫，針對航空鍛件的研發(fā)、工藝和制造環(huán)節(jié)，研究實現(xiàn)基于知識的航空鍛造研發(fā)和工藝支持技術(shù)，包括基于鍛造知識庫(如材料庫、設(shè)備庫、鍛造參數(shù)庫等)的鍛件快速研發(fā)和工藝設(shè)計、基于典型鍛件的快速研發(fā)和工藝設(shè)計、基于參數(shù)化的鍛件快速研發(fā)和工藝設(shè)計等技術(shù)，實現(xiàn)基于知識的航空鍛件研發(fā)和制造，提高鍛件設(shè)計和工藝質(zhì)量，縮短研制周期。

⑷基于Webservice 的航空鍛造知識快速檢索和使用技術(shù)。

基于面向服務(wù)(SOA)的思想，研究Webservice知識訪問接口，在根據(jù)航空鍛造知識組織體系建立的知識地圖支持下提供航空鍛造知識資源總目錄，并在系統(tǒng)身份認證和權(quán)限控制下，實現(xiàn)對航空鍛造知識的快速檢索與再用，支持航空鍛造企業(yè)技術(shù)人員學習、交流和工作能力提升，支持航空鍛件的快速研發(fā)、工藝設(shè)計和制造。

航空材料知識庫管理系統(tǒng)研究

針對航空制造企業(yè)對材料數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的需求，搭建材料數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)，實現(xiàn)材料數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的系統(tǒng)管理、分析計算和綜合利用，逐步建立滿足適航要求的航空材料體系和選用規(guī)范，為產(chǎn)品設(shè)計、制造與維護提供有力支持。該系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括以下七項。

⑴采用B/S 模式，搭建材料數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)整體架構(gòu)，實現(xiàn)材料數(shù)據(jù)的入庫、存儲、計算、分析、查詢及使用等管理。

⑵建立系統(tǒng)平臺門戶，實現(xiàn)基于產(chǎn)品零部件信息、材料種類和牌號、材料標準、工藝方法、材料性能屬性等多形式的材料信息查詢、統(tǒng)計報表生成、看板管理和任務(wù)提醒等功能。

⑶根據(jù)航空制造企業(yè)工作流程，實現(xiàn)材料原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生、分析處理、審批入庫、查詢應(yīng)用、審批使用、數(shù)據(jù)升級等全流程的材料信息及數(shù)據(jù)信息管理及選用管控，并充分體現(xiàn)適航對材料數(shù)據(jù)可靠性和溯源性的要求。

⑷實現(xiàn)材料數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和設(shè)計許用數(shù)據(jù)生成，滿足材料鑒定評價及設(shè)計許用基值數(shù)據(jù)計算的要求。

⑸實現(xiàn)材料測試過程數(shù)據(jù)的管理與控制，包括測試任務(wù)管理、測試資源管理和相關(guān)知識管理。

⑹實現(xiàn)UG、ANSYS 等設(shè)計分析軟件在線瀏覽、調(diào)用MDMS 中的材料數(shù)據(jù)，實現(xiàn)MDMS 獲取材料測試設(shè)備端測試數(shù)據(jù)的集成接口，實現(xiàn)MDMS 與產(chǎn)品管理系統(tǒng)的集成接口。

⑺滿足涉密信息系統(tǒng)分級保護測評安全要求，實現(xiàn)用戶權(quán)限管理、角色管理、密級管理、審計管理和日志管理等。

航空鍛造企業(yè)信息化系統(tǒng)

針對航空鍛造企業(yè)對CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)集成及企業(yè)信息化管理的需求，搭建基于CAPP 系統(tǒng)的企業(yè)信息化集成平臺，利用計算機技術(shù)輔助產(chǎn)品設(shè)計、工藝編制、產(chǎn)品管理和控制產(chǎn)品加工過程，提升企業(yè)的信息化水平，提高制造效率和性能，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。該系統(tǒng)涉及關(guān)鍵技術(shù)包括以下三項。

⑴基于航空鍛造特點的CAPP 系統(tǒng)應(yīng)用。

建立以鍛造工藝典型化、標準化(成組化)為基礎(chǔ)的檢索式CAPP 系統(tǒng)，建立設(shè)備庫、工裝庫，實現(xiàn)工藝規(guī)程設(shè)計優(yōu)化與標準化(成組化)，應(yīng)用CAPP系統(tǒng)完成機加及裝配工藝的編制，實現(xiàn)計算機輔助的材料定額計算及匯總，縮短工藝設(shè)計周期。

⑵實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM 的系統(tǒng)集成。

建立三維CAD 設(shè)計系統(tǒng)(平臺)，建立通用圖形庫、數(shù)據(jù)庫及常規(guī)設(shè)計計算系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計系列化和通用化，解決部分產(chǎn)品設(shè)計中的重復勞動，實現(xiàn)CAD 系統(tǒng)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)共享以及集成運行，為實現(xiàn)CIMS 奠定基礎(chǔ)，縮短設(shè)計周期，降低設(shè)計成本，降低產(chǎn)品成本。

⑶實現(xiàn)與PDM/ERP 系統(tǒng)的信息集成。

基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理，開展項目流程管理，建立圖庫快速檢索系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置，解決CAD 系統(tǒng)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)共享和集成運行，實現(xiàn)PDM 為CAPP/ERP 提供產(chǎn)品設(shè)計信息，為ERP 提供CAD/CAPP 信息。

結(jié)束語

以上研究成果已應(yīng)用于多個航空制造企業(yè)(貴州安大航空鍛造有限責任公司、陜西宏遠航空鍛造有限責任公司、貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司、上海商用發(fā)動機制造公司等)，取得顯著的應(yīng)用效果。結(jié)合科研與教書育人工作，西工大在此研究方向已培養(yǎng)研究生50 余人，發(fā)表學術(shù)論文50 余篇，為航空企業(yè)智能化與信息化發(fā)展做出了一定貢獻。