基于知识的装配工艺设计方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种基于知识的装配工艺设计方法、系统及存储介质，包括：工艺知识建模步骤：构建装配工艺知识模型；工艺知识建库步骤：构建装配工艺知识库；工艺流程定义步骤：对装配工艺流程进行定义，得到装配工艺流程图；工艺知识筛选步骤：对装配工艺知识进行筛选，得出最优工艺实例；装配工艺结构化步骤：根据最优工艺实例生成结构化装配工艺；规范性审查步骤：对装配工艺规范性进行自动审查。本发明专利技术实现了对大量复杂异构工艺知识的表达、关联、存储，构建形成了统一的航天器装配的工艺知识库,支撑了基于知识的快速工艺设计；实现了基于工艺流程和知识的知识化、智能化装配工艺设计，使工艺设计效率大幅提升；有效保证了工艺文件的设计质量。

Assembly process design method, system and medium based on knowledge

【技术实现步骤摘要】
基于知识的装配工艺设计方法、系统及介质
本专利技术涉及航天器等复杂装配工艺设计领域，具体地，涉及一种基于知识的装配工艺设计方法及系统。尤其地，涉及一种基于知识的复杂装配工艺快速设计方法及系统。
技术介绍
装配工艺作为航天器等复杂装配生产的核心指导文件，其科学性、正确性和规范性对质量性能具有重要影响。复杂工艺设计具有经验性强、知识密集等特点。随着复杂研制周期的大幅缩短以及高精度、高稳定性、高可靠性要求的不断提高，装配工艺不断细化、量化，工艺设计工作量也随之剧增。目前复杂装配工艺设计已基本实现结构化，但由于缺乏对工艺基础数据和知识的深度挖掘和充分利用，目前复杂结构化工艺设计过程存在以下问题：1、工艺设计过程中仍存在大量重复性录入工作，工艺设计效率亟待提升；2、现有工艺内容编制水平过多依赖于各型号工艺人员的个人编制习惯和技术水平，工艺内容的规范性和一致性不高、工艺内容颗粒度大小不一。经对现有技术的文献检索发现，目前国内外针对工艺知识表达、管理与知识化、智能化装配工艺设计系统的研究主要集中于汽车等大规模制造行业的机加、装配等专业，其生产工艺路线成熟固化，历史数据和知识利用较为简单。而航天器等复杂通常采用多品种、变批量、研制型生产模式，装配工艺技术路线及状态复杂多变，工艺知识表达、知识管理、挖掘推送与装配工艺快速生成较为困难，相关研究以理论研究为主，成熟的工程应用较少。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于知识的装配工艺设计方法及系统。根据本专利技术提供的一种基于知识的装配工艺设计方法，包括：工艺知识建模步骤：构建装配工艺知识模型；工艺知识建库步骤：构建装配工艺知识库；工艺流程定义步骤：对装配工艺流程进行定义，得到装配工艺流程图；工艺知识筛选步骤：对装配工艺知识进行筛选，得出最优工艺实例；装配工艺结构化步骤：根据最优工艺实例生成结构化装配工艺；规范性审查步骤：对装配工艺规范性进行自动审查。优选地，所述步骤1包括：步骤1.1：建立知识索引；所述知识索引包括：主键、关键词、来源、类型、粒度、专业、外键；步骤1.2：建立知识实例；所述知识实例包括：主键、索引主键、知识本体；步骤1.3：建立决策规则模型rule；所述决策规则模型表达为：其中，A、B、C、D分别表示不同的决策规则条目；步骤1.4：以装配工艺知识元为最小单元，通过对装配工艺知识元的多维度关联组合，构建装配工艺知识模型，实现对复杂工艺知识的结构化表达；所述装配工艺知识元包括：知识索引和知识实例。优选地，所述步骤2包括：步骤2.1：对装配工艺知识进行梳理、聚类、降维，确定装配工艺知识的所属类型、知识范畴、关联关系及数据格式；步骤2.2：根据装配工艺知识的所属类型和知识范畴，构建装配工艺知识库，所述装配工艺知识库包括：工艺实例库、表格模板库、通用规范库、工艺资源库、风险控制库、决策规则库、禁限用工艺库；步骤2.3：根据装配工艺知识的呈现形式及数据格式，确定装配工艺知识的存储方式，结构化数据采用关系型数据库进行存储，非结构化数据采用文件数据库进行存储，结构化数据和非结构化数据通过文件路径信息关联存储；步骤2.4：自动检索并积累高频出现、高频被引的工艺、工序片段、工序实例，构建形成工艺实例库；对工序实例按照设定标准进行筛选，形成标准工序库；所述通用规范库、表格模板库、工艺资源库、风险控制知识库、决策规则库、禁限用工艺库，形成方式包括：数据集成、人工数据录入、报表导入；所述决策规则库：对工艺设计过程中的每道工序潜在风险点进行自动识别和工艺设计后，对装配工艺设计进行规范性自动审查；所述风险控制知识库：根据风险点自动判别的情况，为每个风险点自动推送符合设定的风险控制措施；所述决策规则库：识别工序中的质量控制点、检验点；所述表格模板库：根据质量控制点、检验点的类型，自动推送各类检验记录表格。优选地，所述步骤3包括：步骤3.1：使用图形化与串并联混合的流程框图对装配工艺流程进行可视化定义，得到装配工艺流程图；步骤3.2：拖动与引用工艺实例库中的工艺流程片段，对装配工艺流程的标准化进行定义。优选地，所述步骤4包括：步骤4.1：在装配工艺流程图中，获取当前工艺设计信息，包括型号、专业、工艺文件名称、工序名称，自动转化为知识检索条件；步骤4.2：针对每道目标工序P，按照设定的工序知识检索优先级，对工序实例进行检索，形成初始工序实例解集LP；步骤4.3：计算工序实例解集LP中各工序实例与目标工序的相似度，计算公式如下：其中，Sim(Pij)为工序实例Pi与目标工序P第j个属性的相似度；ωj为属性j相似度Sim(Pij)在工序相似度Sim(Pi)中所占的权重；j表示工序实例Pi与目标工序P需要对比的每个属性的顺序号；m表示工序实例Pi与目标工序P需要进行对比的属性的总数量；步骤4.4：对LPs中每道工序实例Pi，计算规则符合度，计算公式如下：其中，Sat(Pi)为工序实例Pi针对规则集合R的规则符合度；Sat(Pik)为工序实例Pi对于第k条规则r的符合度；rk为规则r在规则集合R中的优先级；k代表预定义推理规则集合R中每条规则的顺序号；n代表预定义推理规则集合R中的规则数量；步骤4.5：根据相似度和规则符合度对LPs进行筛选，得出最优工艺实例Ps；所述LPs为前n道工序实例集合。优选地，所述步骤5包括：步骤5.1：在装配工艺流程图中，对每道工序自动挖掘、推送并引用最优工序实例，生成装配工艺初稿；步骤5.2：对装配工艺初稿进行人工优化完善；步骤5.3：识别每道工序的潜在风险点，推送相应的风险控制要求及措施，并与工序内容结构化关联；步骤5.4：为每道工序选用并导入零部组件、标准件、元器件、工装工具、辅料，汇总生成配套明细表；步骤5.5：为每道工序推送并关联对应的结构化检验记录表格。优选地，所述步骤6包括：步骤6.1：自定义审查决策规则集合R；审查规则类型包括：完整性校验类、风险识别类、质量控制类、逻辑顺序类、禁限用工艺类；步骤6.2：针对工艺文件中的每道工序Pj，按照设定的优先级逐一判断Pj相对审查决策规则集合R的符合性，输出审查结果RPj，汇总各工序审查结果，形成工艺规范性审查结果集合LRPj；步骤6.3：可视化展示工艺规范性审查结果集合。根据本专利技术提供的一种基于知识的装配工艺设计系统，包括：工艺知识建模模块：构建装配工艺知识模型；工艺知识建库模块：构建装配工艺知识库；工艺流程定义模块：对装配工艺流程进行定义，得到装配工艺流程图；工艺知识筛选模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，包括：/n工艺知识建模步骤：构建装配工艺知识模型；/n工艺知识建库步骤：构建装配工艺知识库；/n工艺流程定义步骤：对装配工艺流程进行定义，得到装配工艺流程图；/n工艺知识筛选步骤：对装配工艺知识进行筛选，得出最优工艺实例；/n装配工艺结构化步骤：根据最优工艺实例生成结构化装配工艺；/n规范性审查步骤：对装配工艺规范性进行自动审查。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，包括：
工艺知识建模步骤：构建装配工艺知识模型；
工艺知识建库步骤：构建装配工艺知识库；
工艺流程定义步骤：对装配工艺流程进行定义，得到装配工艺流程图；
工艺知识筛选步骤：对装配工艺知识进行筛选，得出最优工艺实例；
装配工艺结构化步骤：根据最优工艺实例生成结构化装配工艺；
规范性审查步骤：对装配工艺规范性进行自动审查。


2.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1.1：建立知识索引；
所述知识索引包括：主键、关键词、来源、类型、粒度、专业、外键；
步骤1.2：建立知识实例；
所述知识实例包括：主键、索引主键、知识本体；
步骤1.3：建立决策规则模型rule；
所述决策规则模型表达为：



其中，A、B、C、D分别表示不同的决策规则条目；
步骤1.4：以装配工艺知识元为最小单元，通过对装配工艺知识元的多维度关联组合，构建装配工艺知识模型，实现对复杂工艺知识的结构化表达；
所述装配工艺知识元包括：知识索引和知识实例。


3.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤2包括：
步骤2.1：对装配工艺知识进行梳理、聚类、降维，确定装配工艺知识的所属类型、知识范畴、关联关系及数据格式；
步骤2.2：根据装配工艺知识的所属类型和知识范畴，构建装配工艺知识库，所述装配工艺知识库包括：工艺实例库、表格模板库、通用规范库、工艺资源库、风险控制库、决策规则库、禁限用工艺库；
步骤2.3：根据装配工艺知识的呈现形式及数据格式，确定装配工艺知识的存储方式，结构化数据采用关系型数据库进行存储，非结构化数据采用文件数据库进行存储，结构化数据和非结构化数据通过文件路径信息关联存储；
步骤2.4：自动检索并积累高频出现、高频被引的工艺、工序片段、工序实例，构建形成工艺实例库；对工序实例按照设定标准进行筛选，形成标准工序库；
所述通用规范库、表格模板库、工艺资源库、风险控制知识库、决策规则库、禁限用工艺库，形成方式包括：数据集成、人工数据录入、报表导入；
所述决策规则库：对工艺设计过程中的每道工序潜在风险点进行自动识别和工艺设计后，对装配工艺设计进行规范性自动审查；
所述风险控制知识库：根据风险点自动判别的情况，为每个风险点自动推送符合设定的风险控制措施；
所述决策规则库：识别工序中的质量控制点、检验点；
所述表格模板库：根据质量控制点、检验点的类型，自动推送各类检验记录表格。


4.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3.1：使用图形化与串并联混合的流程框图对装配工艺流程进行可视化定义，得到装配工艺流程图；
步骤3.2：拖动与引用工艺实例库中的工艺流程片段，对装配工艺流程的标准化进行定义。


5.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤4包括：
步骤4.1：在装配工艺流程图中，获取当前工艺设计信息，包括型号、专业、工艺文件名称、工序名称，自动转化为知识检索条件；
步骤4.2：针对每道目标工序P，按照设定的工序知识检索优先级，对工序实例进行检索，形成初始工序实例解集LP；
步骤4.3：计算工序实例解集LP中各工序实例与目标工序的相似度，计算公式如下：



其中，
Sim(Pij)为工序实例Pi与目标工序P第j个属性的相似度；
ωj为属性j相似度Sim(Pij)在工序相似度Sim(Pi)中所占的权重；
j表示工序实例Pi与目标工序P需要对比的每个属性的顺序号；
m表示工序实例Pi与目标工序P需要进行对比的属性的总数量；
步骤4.4：对LPs中每道工序实例Pi，计算规则符合度，计算公式如下：



其中，
Sat(Pi)为工序实例Pi针对规则集合R的规则符合度；
Sat(Pik)为工序实例Pi对于第k条规则r的符合度；
rk为规则r在规则集合R中的优先级；
k代表预定义推理规则集合R中每条规则的顺序号；
n代表预定义推理规则集合R中的规则数量；
步骤4.5：根据相似度和规则符合度对LPs进行筛选，得出最优工艺实例Ps；
所述LPs为前n道工序实例集合。


6.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤5包括：
步骤5.1：在装配工艺流程图中，对每道工序自动挖掘、推送并引用最优工序实例，生成装配工艺初稿；
步骤5.2：对装配工艺初稿进行人工优化完善；
步骤5.3：识别每道工序的潜在风险点，推送相应的风险控制要求及措施，并与工序内容结构化关联；
步骤5.4：为每道工序选用并导入零部组件、标准件、元器件、工装工具、辅料，汇总生成配套明细表；
步骤5.5：为每道工序推送并关联对应的结构化检验记录表格。


7.根据权利1所述的基于知识的装配工艺设计方法，其特征在于，所述步骤6包括：
步骤6.1：自定义审查决策规则集合R；审查规则类型包括：完整性校验类、风险识别类、质量控制类、逻辑顺序类、禁限用工艺类；
步骤6.2：针对工艺文件中的每道工序Pj，按照设定的优先级逐一判断Pj相对审查决策规则集合R的符合性，输出审查结果RPj，汇总各工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢香园，陈小弟，万峰，车腊梅，吴剑锋，杨凯，李金柱，张蓉，
申请(专利权)人：上海卫星装备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31