基于知识的机械产品开发集成技术研究摘要：在分析CAx集成信息的基础上，提出了一种在关系数据库上建立的集成产品模型的数据结构，得出了以产品数据管理系统为基本集成框架、融合知识管理理念的基于知识的机械产品开发集成体系框架。关键词：知识；CAx；机械产品开发；集成技术中图法分类号：TP391文献标识码：A：1001－3695(2007)01－0124－03随着产品的结构越来越复杂，功能越来越趋向集成化和复合化，新产品开发所需要的知识越来越多，尤其是面对市场国际化的激烈竞争，产品设计开发活动越来越要求以最快的时间将所需要的新知识融入产品之中。设计是否成功取决于所需要的知识，尤其是新知识含量[1]。基于知识的集成信息系统，以支持知识管理和技术创新为中心，是信息集成系统发展的趋势[2~4]。目前，机械制造企业大多已经实施了CAD，CAPP，CAE等CAx系统，并实现了基于PDM、并行工程的集成产品集成开发[5~9]。但是，这些产品开发集成系统缺乏知识集成，没有知识管理系统的支持。??1CAx集成信息分析??CAx分系统在机械产品开发过程中，产生了组成产品的零部件的主物料信息，该信息标明了零部件的物理特性，如零部件的标志号、名称、重量、单位、图号等，同时产生了产品的设计物料清单（BOM）内容以及零件的工艺路线、工序、工步等信息。对于任何一个具体机械零件、部件、整件，它们都具有相应CAD/CAPP/CAE模型的一些共同属性，可以抽象出一种新的CAD/CAPP/CAE模型实体，具体零件、部件、整件继承了它的全部属性。因此可以集成已有CAD/CAPP/CAE各个分系统的数据模式形成整体模式，如图1所示。??1．1CAx集成信息描述??CAx集成系统作为集成平台和集成框架，管理企业中所有与产品相关的信息（包括电子文档、图形文件、CAx文件、产品结构等）和所有与产品相关的过程（包括一般的工作流程、工程更改过程），如何有效地将这些信息组织起来以便检索和查看是产品开发集成技术研究的主要内容。总体上，机械产品设计开发过程的数据管理信息可以分为三类：??(1)产品信息。描述产品结构、设计信息及相关文档，主要包括零件分类信息，如自制件、通用件、外购件、借用件、装配件、机加件、标准件等；管理信息包括基本信息（如图档名称、编号、路径、版本、状态、类型等）、BOM信息（如装配关系、装配数量、结构清单等）以及更改单、审批结果。??(2)过程控制信息。主要包括需求定义、技术要求、应用系统的输出信息、工艺信息和制造信息等。??(3)组织结构信息。描述参与产品整个开发过程中的工作组、角色（Role）及人员的组织结构和权限。??1．2CAx集成信息组织??采用面向对象的管理机制建立产品结构信息树是有效组织信息的重要手段。机械产品开发过程数据模型采用产品层层分解的方式组织，类似于产品结构树，每一节点附加属性关联信息。层与层之间形成类属关系、聚合关系，最终建立以产品结构树为基体的产品结构信息树。这种结构提供了单一的产品数据源，为全局数据的一致性和共享奠定了基础。图2描述了机械产品结构信息树。??整个产品结构信息树的层次关系，除根节点以外，都是对相应的独立存在于数据库中的零部件的引用，数据库中只有零部件的一个存储实例，对此实例或其引用的修改会联动修改产品结构树中所有对此零部件具有引用关系的结构，这种联动修改极大地维护了产品结构树的实时更新，保证了产品结构信息树相关数据的完整性和统一性。建立产品信息结构树的原则是引用。如果在需要建立某零部件的引用关系时，其尚不存在，应先创建该零部件，再通过引用关系使用该零部件。为此需要组织相应的子装配体、零件，以方便查询，可以采取建立子装配文件夹、零件文件夹的方法。以零件为单位的数据组织形式如图3所示。对于每个机械零部件，可能有几个不同的版本同时并存，它们构成这类对象的多个实例。??在实际情况中，为了减少重复的画图工作，提高零件的可重用性，同一编码的零部件又可安装于另外多个部件之上，因此零部件之间的装配关系是一个多对多的网状结构。已有研究表明，完全可以在保证不浪费存储空间的情况下，将网状结构转换为树型结构。??2集成产品模型的数据结构??不管是机械产品的设计还...