目前CAD，CAPP系统的集成主要有两种途径［1］。一是通过数据交换；二是开发集成的CAD/CAPP系统。但不论采用上面的哪种方式，都存在以下不足：CAD与CAPP系统间缺少必要的联系；CAPP系统无法完全直接接受CAD中的产品定义数据；很少在CAD/CAPP系统中具备DMF功能；大多数CAD，CAPP系统不支持并行工程的设计模式；CAPP系统没有对CAD系统的缺陷设计提供原因及修改建议。 作者将对开发面向并行工程的CAD/DFM/CAPP集成系统过程中的关键技术进行论述。
目前CAD，CAPP系统的集成主要有两种途径［1］。一是通过数据交换；二是开发集成的CAD/CAPP系统。但不论采用上面的哪种方式，都存在以下不足：CAD与CAPP系统间缺少必要的联系；CAPP系统无法完全直接接受CAD中的产品定义数据；很少在CAD/CAPP系统中具备DMF功能；大多数CAD，CAPP系统不支持并行工程的设计模式；CAPP系统没有对CAD系统的缺陷设计提供原因及修改建议。
作者将对开发面向并行工程的CAD/DFM/CAPP集成系统过程中的关键技术进行论述。
1、系统总体分析
并行工程要求设计过程的并行和集成是一种以工作空间的展开换取工作时间缩短的方式来处理复杂系统的方法［2］。与传统的顺序方式相比，这种方法扩大了系统的状态空间，缩短了对复杂问题交互式求解的迭代次数，促使设计一次达到最终目标。设计过程的集成包括3层含义：设计结果可以为工艺设计接受和共享；在结构设计中能够考虑到制造过程对产品的约束，并对产品进行可制造性分析和评价；工艺设计能对结构设计提出反馈意见，对设计进行恰当的修改。基于并行工程的产品设计思想，开发的面向并行工程CAD/DFM/CAPP集成系统的总体框图如图1所示。
2楼
从该系统框图中可以看出，CAD/DFM/CAPP的并行集成是通过细化设计循环来实现的，把CAD子系统的一次特征设计定义为一个特征设计单元，DFM子系统对该特征设计单元进行评价并给出反馈信息；通过预发布CAPP子系统对该特征设计单元进行工艺分析并给出反馈信息；根据DFM和CAPP的反馈信息，CAD决定是修改设计还是继续设计，把上面过程称为一个设计单元循环，在整个设计过程中，该循环反复进行。
在产生零件信息模型后，DFM子系统对其进行总体分析及特征之间的关联分析，并产生反馈信息，根据该信息，CAD可以对零件特征信息模型进行修改。另外，CAPP子系统根据零件特征信息模型对其输出进行修改。这仍然是一个反复循环的过程；最终产生一个可行工艺结果，提供给后续CAM环节。
2、DFM评价指标体系及评价方法
2.1 DFM评价指标体系
综合考虑t(时间)、Q(质量)、C(成本)以及S(服务)和E(环境)各因素中的主要内容，确立了DFM中3类评价指标，具体体系如图2所示。在评价指标体系中的分指标仍可分解。
回复
3楼
作者采用定性和定量相结合的方法，对于能够定量计算的指标建立数学模型，如成本计算、加工时间计算；对于不能定量计算的指标，将建立定性知识库。在评价过程中注重考虑以下原则：① 评价指标全面；② 区分指标之间相对重要程度；③ 指标值的确定用精确计算和定性分析相结合的方法；④ 着重考虑重点因素，并兼顾非重点因素。
2.2 DFM评价方法
产品可制造性评价是一个典型的多指标多层次的综合评价问题，其影响因素繁多且具有不确定性。本系统中采用模糊集理论对问题进行定量化描述，并且建立了可制造性的模糊多目标多层次综合评价数学模型。
依据上面确定的评价指标体系，进行二级模糊综合评价的过程为：
① 建立评价方案的指标集U={u1,u2,…,un}，在实际中共用了n=11个二级指标，然后按属性分为N个子集，即：指标集U={U1,U2,UN}，实际N=3即为经济指标、技术指标和资源指标。Ui={ui1,ui2,…,uiki},i=1,2,…,N，即：Ui有ki个因素，它们满足条件：
回复
4楼
从该系统框图中可以看出，CAD/DFM/CAPP的并行集成是通过细化设计循环来实现的，把CAD子系统的一次特征设计定义为一个特征设计单元，DFM子系统对该特征设计单元进行评价并给出反馈信息；通过预发布CAPP子系统对该特征设计单元进行工艺分析并给出反馈信息；根据DFM和CAPP的反馈信息，CAD决定是修改设计还是继续设计，把上面过程称为一个设计单元循环，在整个设计过程中，该循环反复进行。
在产生零件信息模型后，DFM子系统对其进行总体分析及特征之间的关联分析，并产生反馈信息，根据该信息，CAD可以对零件特征信息模型进行修改。另外，CAPP子系统根据零件特征信息模型对其输出进行修改。这仍然是一个反复循环的过程；最终产生一个可行工艺结果，提供给后续CAM环节。
2、DFM评价指标体系及评价方法
2.1 DFM评价指标体系
综合考虑t(时间)、Q(质量)、C(成本)以及S(服务)和E(环境)各因素中的主要内容，确立了DFM中3类评价指标，具体体系如图2所示。在评价指标体系中的分指标仍可分解。
回复
5楼
② 对每一子因素集Ui分别作出综合评判。设V={v1,v2,…,vm}为评语集，实际中取5个等级，即：(高，较高，一般，较低，低)或(好，较好，一般，较低，低)等。Ui中各元素的权重分配为i=(ai1,ai2,…,aiki)且满足ai1+ai2+…+aiki=1。在应用时，权重系数由用户根据指标的侧重要求自行输入，这样就建立了一个从Ui到V的模糊影射关系:Ui→F(V) (uij∈Ui)
uij→f(uij)=rij1/v1+rij2/v2+…+rijm/vm (0≤rij1≤1,i=1,2,…,N,j=1,2,…,ki)
由可得模糊关系矩阵i=(rijs)ki×m，则一级评判向量i=Aii=(bi1,bi2,…,bim),i=1,2,…,N。其中“”为算子，它对评价结果的清晰度有较大影响，在实际中选用加权平均模型
回复
6楼
③ 将每个Ui视为一个因素，于是U又是一个基本因素集，关于U的单因素评价矩阵=(bis)N×m，每个Ui作为U的一部分，反映了U的某种属性，可以按它们各自的重要性由用户给出权重分配：=(a*1,a*2,…,a*N)，得到二级评判向量：==(b1,b2,…,bm)。根据模式识别的最大隶属度原则，取bj=max(b1,b2,…,bm)，则该方案应为bj所对应的评判等级。
3、企业制造资源建模
3.1 企业制造资源模型的建立
企业制造资源并不是静态的，本系统的企业制造资源建模工具把企业划分为工厂、车间、工段、加工组和机床5个层次，这样划分不仅表明了它们之间的依属关系，而且便于管理。图3所示为机床数据的构成及由此形成的机床数据库。另外从企业现有的刀夹量辅具的名称、种类、适用范围等来构建刀夹量辅具库。这些数据库允许用户进行补充、修改、删除等操作，力争做到反映企业的实际制造资源，使最终得到满足动态制造资源下的零件设计结果。
3.2 企业制造资源在系统中的应用
企业制造资源是设计人员进行产品设计和工艺规程设计的基础之一［3］，在CAD/DFM/CAPP并行集成系统中起关键性作用，它贯穿于整个系统的始终，以避免出现脱离制造资源的设计。制造资源与CAD，DFM，CAPP之间的信息传递是设计成功的保证。
企业制造资源对CAD的制约主要集中在所设计特征的可制造性上，使每一个特征都能在当前制造资源中合理加工出来。CAPP输出的工艺结果是用来直接指导生产加工的，因此它与制造资源具有更密切的联系，它对CAPP的制约主要体现在：① 机床、刀夹量辅具的选择都应基于企业制造资源；② 所确定的工艺路线是否超出本企业的加工能力；③ 所确定的加工方法是否符合该特征的加工要求；④ 在进行机床选择时要充分考虑机床效率、成本和产品交货期限；⑤ 所选机床现在是否处于空闲状态。
4、结 论
本系统通过细化设计循环保证了CAD/DFM/CAPP的并行集成，通过建立一个全面合理的可制造性评价指标体系，采用模糊多目标多层次可制造性综合评价方法，不仅保证了CAD，CAPP之间的有效集成，而且保证了设计结果的合理性。企业制造资源建模为CAD，DFM和CAPP提供了设计基础。这些关键技术的应用对于克服目前的CAD/CAPP集成系统中存在的不足具有重要作用。
回复
