CAPP系统工艺数据库的研究与开发

魏巍（沈阳华晨金杯汽车有限公司综合工艺处,沈阳110044）

CAPP系统工艺数据库的研究与开发

魏巍
（沈阳华晨金杯汽车有限公司综合工艺处,沈阳110044）

摘要：从人类社会经历了第一次工业革命开始，机械生产代替手工生产已是不可逆转的社会发展趋势。在现代化的工业链条中，工艺设计是其中最重要的环节之一，先进的科学技术与超前的设计理念能否真正的转化为工业产品，这都需要依赖于工艺设计的整个程序。以此为前提，计算机辅助工艺设计技术CPAA的运用和发展，自其应用之日起，便成为工艺设计过程中的核心环节。

关键词：CAPP；工艺数据；设计；开发

1CAPP系统工艺数据库的关键技术研究

CAPP是指通过存储输入需要被加工生产的工业零件的全部几何信息与加工工艺信息，由既定的计算机程序通过复杂的内部运算而自动输出该工业零件所需的工序内容以及所采纳的工艺路线等相关信息的过程。

1.1工艺数据概述

前文我们提到CAPP在输出工业生产所需要的各项数据之前，我们需要人为输入工业零件的相关几何信息，这便是工艺数据。工艺数据是CAPP系统的最基本的数据，工业数据分为静态数据与动态数据两个层次。字面意思即可解释，静态数据即为很少修改但经常需要用到的常用数据，而动态数据则为根据具体情况需要修改的相关参数。

1.2工艺数据的存储方式

工艺数据的存储方式一般分为以下几种：

第一种为文件存储。指把工艺数据直接编写到工艺程序中。此种存储方式可解释为“一对多与多对一”的存储方式。即同一个工艺数据可被若干个工艺程序所调取，同时每个单独的工艺程序对该工艺数据的修改和修改后存储，并不影响原始数据的正确性和完整性。正是因为其一对多的存储模式，文件存储自身存在很多弊端。在目前大工业数据时代，文件存储的冗余性和其不一致性给CAPP的管理与维护提出了难题。

第二种为数据库存储。数据库存储方式有着鲜明的特点:数据库存储是指有计划、有依据、相对动态的储存相关联的工艺数据，它同时兼顾共享数据与数据的独立管理和数据集中处理。相比之下，该中存储方式有着更为先进的存储技术和更加便捷的程序运行。

1.3工艺数据的结构分析

工艺数据是指整个CAPP内部所有工艺数据所组成的具有一定逻辑关系和客观结构关系的总称。由物理结构和逻辑结构两个层面组成。逻辑结构即为系统内部所有数据所形成的抽象的、具有科学的逻辑的抽象范畴，它并不受存储介质的制约和控制，是事物之间的天然结构，独立于物质性和介质的结构。

（1）工艺数据的线性表结构。线性表是有限个元素或结点的有序集合。在单链表存储法中,线性表的逻辑顺序通过指针实现。它访问数据元素的速度不如顺序存储结构,常用于要频繁修改的场合。

（2）工艺数据的数组结构。数组，通俗的说就是线性表的外延和扩展。实际操作中的具体语言环境决定了元素的存储顺序以及对该特定数据的访问。在CAPP的实际应用中，对数组的利用是最为常见的，对于静态存储的加工工艺参数以及机床数据，数组的应用最为典型。

（3）工艺数据的栈与队列结构。栈是一种只能在表的一端进行插入和删除等操作的线性表,其特点是“后进先出”。栈的物理实现类似于线性表,只是要多设置一个栈顶指针以便控制栈操作进程。

（4）工艺数据的树状结构。树状结构指相关结点之间的数据元素，它们之间存在着非线性的有层次、结点分支的数据结构。在工艺数据中的工艺分类、工艺加工方法、工业零件分类方法中常用树状结构加以模拟和输出。

（5）工艺数据的图结构。按照复杂程度来说，复杂程度依次递增的结构为非线性结构、树状结构、图结构。所以图结构是比前两种结构更为繁琐复杂的工艺数据结构，虽复杂程度不同，但是这三种不同的结构在整个系统中都承担着不可替代和或缺的角色。与树状图和非线性结构的关系相似。

2数据库设计的基本步骤

2.1需求分析

进行需求分析，是设计工作的基石和方向，正确的需求分析，能够明确的指出数据库的设计方向，对企业既定目标的精准描述，能够让数据库的管理和维护有着更精密的细分。当然，万事开头难，需求分析的重要性自是不必说，其设计难度也是整个数据库设计难度最高并且最耗费时间的一项工作。需求分析做出来的效果，直接关系到后续程序的进度和基础质量，如果数据程序做得不够精准，情况严重的，可以直接导致整个数据库设计工作的返工和重做。

2.2概念结构设计阶段

概念结构设计阶段，是基础数据输入的基础上，进行基础数据的整合，归纳数据库所有数据源信息的初步设计。这是目标系统的初步完成，作为整个数据库系统设计的核心环节，对目标需求的高度抽象总结是概念结构设计阶段的最终目标。

2.3逻辑结构设计阶段

编写出信息数据的逻辑细节，逻辑结构设计阶段，处于整个设计过程的中心，有着承上启下的作用，连接已完成的设计结果，并入下一阶段，该环节的逻辑结构设计是针利用概念逻辑设计阶段的结果和处理要求作为输入，使之建立一个数据模型，并对该数据模型进行优化和输入。

2.4数据库物理设计阶段

数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。

2.5数据库实施阶段

在数据库实施阶段，设计人员通过对以上四个环节的设计结果，并行进行调试和运行，协调各环节的运行机制。

2.6数据库运行和维护阶段

数据库运行和维护是数据库经过试运行之后，能够长期稳定运行的阶段。该阶段是设计后工作，但仍然属于设计工作范畴之内，设计人员针对系统运行之后出现的问题进行调试、修改和维护，这一阶段的工作虽然没有开发阶段的工作难度大，但微小的系统错误在科学研究和设计工作的过程当中，仍是不能够轻易忽视的，所以，作为数据库运行与维护阶段的工作，应当做好系统各个阶段、环节以及所有细节部分的认真排查和维护。

3结语

本文对CAPP系统工艺数据库的进行了简单概述和总结，在此基础上，对数据库设计的步骤进行了初步的探究和分析。结合工艺数据库在CAPP系统中的重要地位及其建立的必要性,设计出CAPP系统的总体框架结构,结构框架虽然完整但仍然不是很成熟，还需要进一步的研究和完善，希望本文的研究成果能够给参与CAPP工艺数据库设计的设计师提供一定帮助。

参考文献

[1]赵娜.现代工艺管理技术(第一版)[S].吉林延边出版社,2013:125,144.

[2]刘春彦.CAD/CAPP/CAM技术基础及应用(第一版)[S].河北工业大学出版社,2012:3.

[3]李丽,杨一凡.现代CAPP技术与应用(第二版)[S].机械工业出版社,2010:3-4.