（机械制造及其自动化专业论文）风电齿轮箱装配工艺信息管理系统的开发.pdf

i i 摘 要 新经济时代, 在制造业向专业化协作生产模式发展的背景下，装配型企业应运而生，这 类企业多数零部件通过采购和外协来解决，生产工作以产品装配环节为中心。目前，许多装 配型企业工艺工作制度和工作流程不规范和明确，现有的工艺文件缺少积累， 工艺文件不齐 全、不完整，工艺人员的重复性劳动多、效率低，生产准备周期长，加上这类新组建企业人 员变更快，很不利于工艺知识的积累和企业的稳步发展。为此迫切需要一个集工艺知识积累 与工艺管理为一体的平台，以帮助装配型企业快速进入先进工艺管理模式，并为今后企业全 面信息化工作打下基础。 本课题根据宁夏宁电齿轮箱厂对风力发电机齿轮箱装配工艺管理功能的需求， 提出了面 向风电齿轮箱装配的工艺管理系统的体系结构，采用了面向对象、数据库、o l e 和 v b 6 . 0 多 种软件开发技术，建立了包含系统管理、装配工艺规程管理、进装物料管理、零部件二维图 和三维实体图、 工装辅具管理和工艺参数管理的风电齿轮箱装配工艺管理系统，为企业工艺 人员提供了功能丰富、界面友好的实用化操作平台，系统设计思想先进，体系结构合理，解 决了宁电齿轮箱厂面向产品装配的工艺管理系统开发中的多项关键技术, 实现了对企业全部 工艺文件统一管理，实现了工艺文件图文并茂的显示和打印技术。 系统对于同类软件的应用具有一定的参考价值。 关键词：风电齿轮箱；装配工艺；管理；开发 i i i abstract with the development of the manufacturing industry to the production model of specialization and cooperation in the new economic era, the assembly enterprises came into being, the majority of these enterprises through purchase and peripheral cooperation to solve the problem of components , they take the product assembly as the center of production wok. currently, in many enterprises assembly work institution and process flow is not standardized and clear, the existing process documents is of poor foundation and lack of accumulation and is not complete, the technicians need to do much repetitive work ,it resulted in low efficiency and long production preparation period, together with the officers in the newly formed corporate changes quickly, very harmful for the accumulation of process knowledge and enterprises development steadily. therefore it is urgent to established an platform of accumulation knowledge and process management to help assembly enterprises rapidly into advanced working mode and lay a foundation for future work to business information comprehensively. under the demands of wind turbine gear box process management in the ningxia ningdian gear box assembly factory the project proposed systematic architecture of the wind power gear box assembly process management system, using a variety of software exploring technology including object- oriented, database, ole, and vb6 .0, a kind of management system of wind turbine gear box assembly process was established which comprised the following parts: system management, assembly process specification management, assembly material management, parts two- dimensional graph and three- dimensional entities picture, aids tools management and process parameters management ,provides a kind of rich functions and user- friendly practical operating platform for the enterprise. the system is of advanced design concept and reasonable systematic structure , solve many crucial technologies of system exploration, it s realize the unified management of all the enterprise processes document, together with the process picture and document s simultaneous display and printing techniques. system is of reference value for the application of similar software. key words: gear box of wind turbine; assembly process; management; exploration i 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得宁夏大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解宁夏大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。同意宁夏大学可以用不同方式在不同媒体上发 表、传播学位论文的全部或部分内容。 研究生签名： 时间： 年 月 日 导师签名： 时间： 年 月 日 宁夏大学硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 1.1 装配工艺及工艺信息管理概述 近年来随着国家装备制造业的迅速发展和新技术、新工艺、新材料的广泛应用，机械行 业自动化、规模化程度提高，企业对产品工艺管理要求也越来越高，机械产品需要科学合理 的装配工艺和完善的工艺管理技术，只有这样才能提高装配工作的技术水平和劳动生产率， 适应装备制造业的的发展趋势。 1.1.1 机械产品装配工艺过程 机械装配工艺过程就是根据产品的设计要求，将装配工艺过程清晰、准确地描述出来， 指导操作者进行装配的过程， 装配工艺过程包括装配顺序、 装配工作内容和装配工艺设备等。 1、装配顺序的确定 对于结构比较复杂的产品，为了保证装配质量和装配效率，需要根据产品的结构特点， 从装配工艺角度将产品分解为单独进行装配的装配单元，装配单元等级一般分为:零件、套 件、组件、部件、产品。宁夏宁电齿轮箱厂生产的 1mv风电齿轮箱的装配顺序如图 1.1 所 示，首先要对机体部件、空心轴部件、轴承座部件、中间级部件和高速级部件进行装配，在 此基础上完成平行级部件的装配，最后结合行星架部件和扭力臂、后端盖以及齿圈和管路附 件，完成一台整机的装配，整个装配过程需要对 120 个零部件进行组装。 图 1 . 1 m v 风电齿轮箱的装配流程 2、装配工作内容的确定 装配由一系列装配工序以理想的作业顺序来完成。 常见的基本装配作业包括清洗、 连接、 调整和检验等内容。 3、装配工艺设备的确定 宁夏大学硕士学位论文 第一章 绪论 2 1.1.2 装配工艺规程的制定 装配工艺规程是用文件形式规定的装配工艺过程。 装配工艺规程包括以下内容: (1) 制订出经济合理的装配顺序，并确定各部分的装配方法； (2) 选择和设计装配中需用的工艺装备； (3) 规定部件装配的技术要求，并与整机性能要求配合； (4) 规定产品部件装配、总装配的质量检验方法及使用工具； (5) 确定装配中的工时定额； (6) 其它需提出的注意事项及要求。 1.1.3 装配工艺信息化管理 近几年来，工艺信息化的基础技术c a p p技术和应用得到了空前的发展，特别是在 企业信息化思想的指导下，提出了“面向企业信息化，从工艺设计、工艺管理、工艺数据挖 掘利用、工艺数据集成应用、面向特定专业的智能化应用等多个方面解决企业的工艺信息化 问题”的发展思路 1 1 。 装配工艺信息化管理是企业信息化建设成功的前提，它既是产品质量、交货周期和控制 成本的关键，也是其它部门信息化（e r p 等）的数据枢纽和制造业信息化的基础 1 3 。图 1 . 2 显示了 c a p p 技术在制造业信息管理中的广泛应用。 图 1 . 2 工艺信息管理是制造业信息化的基础 1） erp 技术 e r p e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g 企 业 资 源 计 划 系 统 ， 是 继 承m r p i i （m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e s p l a n n i n g , “制造资源计划”）的思想并加以发展而形成的一 种企业管理理念，是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工 提供决策运行手段的管理平台。e r p 系统集中信息技术与先进的管理思想于一身，成为现代 宁夏大学硕士学位论文 第一章 绪论 3 企业的运行模式。 2 ） pdm 与 plm 技术 pdm（product data management） 2 5 2 6 称为产品数据管理。是一门用来管理所有与产 品相关信息( 包括零件信息、配置、文档、c a d 文件、结构、权限信息等) 和所有与产品相关 过程( 包括过程定义和管理) 的技术。国产 p d m 产品提供了方便的产品数据归档方法，只要用 户提供必要的工程信息，该产品的数据就可以有条不紊地进入应用服务器上的产品数据库 中。p d m 产品以产品结构为核心来组织工程数据，提供基于产品结构的查询、修改和数据组 织工作。 plm （plm- product lifecycle management）称为产品生命周期管理是对 p d m 功能的扩展 和深化，它来源于过去十几年对 p d m / c a x / d m u 等信息化方案的积累与凝练，是把人、过程和 信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产 品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息的一整套的业务解决方案，是实施企业 信息化战略的十分重要的组成部分，代表着 p d m 技术的发展方向。 3 ） mes 技术 制造执行系统 ( manufacturing execution system， 简称 mes）是美国 amr 公司 ( advanced manufacturing research，inc) 在 9 0 年代初提出的，美国先进制造研究机构 a m r （advanced manufacturing research）将 mes 定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工 业控制之间的面向车间层的管理信息系统”, 它为操作人员/ 管理人员提供计划的执行、 跟踪 以及所有资源( 人、设备、物料、客户需求等) 的当前状态。制造执行管理系统(mes) 是企业 c i m s 信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。 1.1.4 装配 c a p p 系统的主要功能 目前，国内外已相继开发不少 capp 系统，市场上商业化的专门应用于装配工艺管理 的软件产品主要完成以下功能： （1）工艺结构树管理 提供与设计明细表系统数据的接口， 提供设计明细表数据的导入， 方便形成工艺结构树； （2）工艺路线 自动编制工艺路线、生成工艺路线目录； （3）装配明细管理 当发生更改或者设计了新产品的时候，可半自动的生成装配用件明细表，供总装车间以 指导，为物管部门备料提供数据支持； （4）工艺设计 提供各种工艺卡片编辑、工艺资源引用；方便快速编辑工艺； （5）工艺明细统计汇总 提供总装、设备、采购等明细表的自动统计汇总、编制，并可根据用户需求根据生产计 划自动汇总用件清单； （6）工艺文件统计汇总 提供各种设备、夹具、量具等类型汇总； 宁夏大学硕士学位论文 第一章 绪论 4 （7）典型工艺管理 提供对企业典型工艺的定义与管理； （8）查询 提供对设计和工艺明细表的查询，对零部件属性的查询。 1.2 国内外研究现状 自从挪威于 1969 年成功开发第一个 capp 系统 autopros 以来， capp 系统经过几十 年的发展，在研究的深度上和广度上都不断取得进展，各种新概念，新方法不断涌现，国内 外目前已开发了许多基于派生式、 创成式、 检索式三大类工作原理的成熟的 capp 软件产品， 如国外的 hms- capp、cs/capp，国内的开目 capp、东大 capp 等，但是从应用角度看， 已取得的实际效益和投入的力量很不相称。 erp 系统集中信息技术与先进的管理思想于一身，plm 能够帮助企业迅速缩减产品研 制成本，实现产品生命周期成本底线最小化，mes 近十年来在国际上迅速发展。但是，由 于当前应用 erp、mes、pdm 与 plm 技术的软件产品涵盖的信息量非常大，信息稍有缺 失，系统便不能正常运行，而且此类软件一般价格昂贵，作为中小企业来说，又需要此类软 件作为技术支撑来对企业的工艺信息资源进行管理，此时，针对中小企业自身的工艺管理现 状开发一种经济而适用的小型的工艺管理软件就显得尤为重要。 1.3 课题背景及本文研究工作 1.3.1 课题背景 随着以计算机和网络为代表的信息技术的发展，如何迎接新技术带来的机遇和挑战，建 立起科学、实用的制造工艺资源信息管理系统是我们面临的主要问题。 本课题来源于科技部 “科技人员服务企业行动项目”：高精度、高效率的风电齿轮箱制造工艺优化 2009gjg30040） 。 依托单位为宁夏宁电齿轮箱制造有限公司。目的就是针对该厂生产发展 和实际需要，在工艺资源使用情况分析的基础上，建立起科学的、行之有效的装配工艺资源 管理系统，实现工艺资源交互与共享。为企业信息化建设奠定良好的基础。 1.3.2 研究意义 随着先进制造技术和信息技术的进步和发展， 手工管理下的风电齿轮箱的装配制造工艺 是一种落后的技术形态，这种管理方式容易造成装配工艺信息分散，不仅效率低，而且保密 性差，这种装配工艺资源信息管理现状已无法满足目前企业的生产需要。本课题为了解决宁 夏宁电齿轮箱厂装配工艺的信息化管理问题， 坚持以产品数据为基础，以实现企业信息集成 为目标， 采用面向产品的装配工艺管理的应用开发模式， 为企业的其他部门和系统提供及时、 准确的风电齿轮箱装配工艺信息，促进企业信息化建设。 宁夏大学硕士学位论文 第一章 绪论 5 结合齿轮箱装配制造特色，使用计算机辅助管理装配工艺规程及其它工艺信息，对风电 齿轮箱的整个装配制造过程进行有效地管理和控制， 才能真正实现装配工艺管理系统的信息 化集成化，为企业的其他部门和系统提供及时、准确的信息，促进企业信息化建设。 1.3.3 本文所做的主要工作 本文针对某一装配企业技术部门的工艺文档和工装图，制订了该企业基于 pdm 技术的 产品数据管理系统的基本框架，阐述了系统的主要功能模块的功能，探讨了在系统实现时应 考虑的几个关键问题和实现方法。 本文以此为背景，主要作以下几个方面的工作: (1) 对机械产品装配工艺及其信息化管理和主要技术成果做了简单的介绍，对 capp 在 国内外的发展状况和市场上已经出现的专门针对装配的工艺信息管理软件的功能进行介绍。 (2) 介绍了制造工艺资源管理的内容，对制造工艺资源进行定义和分类，分析了机械制 造工艺资源的数据特点，并对这些数据的处理方法做了简单的描述。 (3) 详细阐述工艺资源管理系统的总体方案设计，包括系统目标，系统的功能要求，和 总体结构，系统功能模块和处理过程设计、信息流程分析，信息模型和数据库结构设计等。 (4) 详细阐述面向对象的程序设计技术、数据库技术等先进系统设计技术，提出系统实 现的关键技术与方法，确定工艺资源管理系统采用的结构，并对程序开发中的一些具体问题 做出具体的技术分析。 (5) 详细介绍系统软硬件环境及开发工具，系统的特点，介绍系统的主要功能模块功能 与运行实例。 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 6 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 2.1 制造工艺资源的定义与分类 制造资源是企业完成产品整个生命周期所有生产活动的物理元素的总称， 制造资源按其 特征可分为广义制造资源和狭义制造资源 1 6 - 1 8 。广义制造工艺资源是企业完成产品整个生 命周期所有生产活功的物理要素总称。 广义制造工艺资源可根据企业的组织结构分为 5 个层 次，如表 2- 1 所示: 层的名称 层的属性和功能 企业层 完成企业经营决策和生产管理 车间层 执行生产任务调配和任务协调 单元层 完成单元任务调度与监控 工作站层 完成设备控制与动作协调 设备层 执行加工、传输和测量 表 2- 1 广义的制造工艺资源 狭义制造工艺资源是指加工一个零件所需的物质元素，这些元素包括机床、刀具、夹具、 材料和标准工艺术语等，也就是常说的企业的机械制造工艺资源，它可以分为车间层、设备 层、知识层，如表 2- 2 所示:。 层的名称 层的属性和功能 车间层 加工车间的划分代表了制造企业的一种生产组织形式，也决定了零件的加工流程。 设备层 包括机床和工艺装备。 工艺知识层 包括工艺决策规则，切削参数、加工余量和工时定额等数据。 表 2- 2 企业的机械制造工艺资源 目前，大部分企业对工艺资源缺乏管理，此时，必须提供一种工具，将企业的工艺资源 有效地管理起来，以方便工艺设计人员在工艺设计过程中方便地浏览、查询和选取，同时也 便于机械设计人员和机械制造人员的浏览和查询，以及工艺资源管理部门的查询和管理，为 企业工艺资源信息系统的集成奠定良好的数据基础 2 0 。 机械制造工艺资源，具体到宁夏宁电齿轮箱制造有限公司，它包括企业生产使用的零部 件、机床设备(刀具、量具、夹具、辅具等)、零部件的工艺参数、相应的装配工艺规程内容 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 7 以及零部件的二维图和和三维实体图。对机械制造工艺资源，应该建立与该厂实际情况相适 应的装配工艺资源库，应该在数据库的基础上对齿轮箱装配工艺资源进行统一的管理。对机 床设备、工装夹具等工艺资源，不仅需要有名称，更重要的是，要把其规格、参数等输入数 据库，根据需要，还需要跟图纸进行关联。这样工艺设计人员及相关人员在工艺设计或组织 生产管理时，就可以很方便地查询和选择。 由于装配工艺资源数据其内容信息量大、牵涉面广、数据类型及数据关系复杂，必须将 其分名别类，方才便于管理。整个装配工艺资源数据的具体内容如表 2- 3 所示: 数 据 分 类 数 据 内 容 进装零部件数据 进装零部件数据包括高速轴、轴承、挡圈、齿轮、齿轮轴、螺栓、轴承座、喷油嘴、 行星架、行星轴、太阳轮等。 工装辅具数据 工装辅具数据包括各种测量工具、轴承加热器、吊带、手钳、量棒、吊环、外径千 分尺、内径量棒和铜棒等。 装配工艺规程数据 装配工艺规程数据也就是各部件装配过程描，例如，在高速级部件的装配过程中， 首先按清洗机操作规程将需要清洗地零件清洗干净并擦干，复检轴承及轴尺寸后将 轴承外圈及保持架装入轴，再将轴承内圈在加热器上加热后快速装入轴中等等 装配图数据 完成整个风电齿轮箱的装配操作需要进行五个部件装配和一个整机装配，需要在装 配图的指导下完成，装配图在整个装配工艺资源数据中，也占有及其重要的位置。 工艺参数数据 工艺参数数据主要包括零部件在安装前和安装后的检测数据。比如轴承在安装前和 安装后以及冷装和热装的相关测量数据。 表 2 - 3 风电齿轮箱的装配工艺资源数据分类 风电齿轮箱的装配分为高速级部件装配、中间级部件装配、空心级部件装配、轴承座部 件装配、平行级部件装配、行星架部件装配和整机装配，每个装配过程都有相应的装配零部 件（进装物料） 、工装辅具、零部件平面图和三维实体图、装配工艺规程和工艺参数，整个 装配过程需要对 120 种，共计 277 个零部件进行组装，需要用到 41 种工装辅具，本文所开 发的系统就是要对以上装配工艺信息进行管理。 本文根据该厂装配工艺管理的实际情况，将工艺资源数据分成进装零部件数据、工装辅 具数据、装配工艺规程数据、装配图数据、工艺参数数据五个方面。 2.2 风电齿轮箱装配工艺资源的数据特点 风电齿轮箱装配工艺资源数据涉及种类较多，并且它们常常采用表格、图形及文本形式 存在，所以要完整地表示它们比较复杂。况且工艺资源数据作为工程数据的一种形式，有其 自身的特点： 1、数据类型复杂 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 8 从数据形式化表达的一般格式看，任何数据皆能表示为(实体、属性、属性值)三元组及 其关联集。对于传统的商用数据，用基本的数据类型，如字符型、整型、浮点型等及其它们 的组合就能构造出三元组中的数据类型。与商业数据不同，工艺资源数据不仅包含了传统的 数据类型，而且还涉及到它们中所没有的变长数据、非结构化的长字串和图形数据等。 2、数据结构复杂 机械制造工艺资源包括企业生产使用的零部件、工装辅具(刀具、量具、夹具、辅具等)、 装配工艺规程、装配图、装配基准、工艺参数内容等。要对它们进行统一的管理，不仅需要 有名称，更重要的是，要把其规格、参数等输入数据库，根据需要，还需要跟图纸关联。 2.3 风电齿轮箱装配工艺管理系统的信息模型和数据库结构设计 2.3.1 信息模型 模型 1 8 是对现实世界数据特征的模拟和抽象。在数据库系统中需要对数据进行建模，以 反映一个组织（企业、政府机关、学校等）中所拥有的数据的特性和相互之间的关系。针对 不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型，它是从用户的角度描述数据的结构以及 数据之间的联系 2 2 - 2 4 。 概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人 员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。概念模型 能够方便、直接地表达应用中的各种数据信息，另一方面简单、清晰、易于用户理解。 概念模型的表示方法很多，例如，p.p.s.chen 于 1976 年提出的实体联系方法 （entityrelationship approach）以及对象管理组织（omg）提出的 uml。 在实体联系模型中，用实体表示现实世界中某一个具体的物体，每个实体型都有一组 属性，用于表示实体型的特点或性质，一般用图示的方法表示实体联系模型，叫做 er 图，我们根据工艺资源管理系统中各种信息的数据分析，并方便用户的使用，采用实体联 系模型（entityrelation data model）即 er 图的方式建立风电齿轮箱装配工艺资源数据 库的信息模型。一般用矩形表示实体型，矩形框内写明实体型的名称，用椭圆形表示实体属 性, 如图 2.1 所示为信息实体 er 图： 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 9 图 2 . 1 进装物料信息实体 e r 图 工装辅具信息实体 er 图如图 2.2 所示 图 2 . 2 工装辅具信息实体 e r 图 装配工艺规程信息实体 er 图如图 2.3 所示 图 2 . 3 装配工艺规程信息实体 e r 图 工艺参数信息实体 er 图如图 2.4 所示 编号 所属部件名称 名称 质量 数量 材料 备注 进装物料信息实体 型号 所属部件名称 数量 工装辅具编 工装辅具信息实体 工装辅具名称 所属部件名称 装配工艺规程编 装配工艺规程信息实体装配工艺规程路径 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 1 0 图 2 . 4 工艺参数信息实体 e r 图 二维图信息实体 er 图如图 2.5 所示 图 2 . 5 二维图信息实体 e r 图 三维图信息实体 er 图如图 2.6 所示 图 2 . 6 三维图信息实体 e r 图 2.3.2 数据库结构设计 如图 2.7 所示为进装物料表设计视图，图 2.8 所示为进装物料表数据表设计视图。 零件名称 工艺参数编号 工艺参数信息实体 工艺参数路径 图纸名称 图纸编号 二维图信息实体 图纸路径 图纸名称 图纸编号 三维图信息实体 图纸路径 宁夏大学硕士学位论文 第二章 风电齿轮箱装配工艺信息管理概述 1 1 图 2 . 7 进装物料表设计视图 图 2 . 8 进装物料表数据表视图 其它的工艺资源表诸如工装辅具表、装配工艺规程表、二维图表、三维图表、工艺参数 表、系统管理表等表结构与之类似，它们分别负责管理风电齿轮箱装配工艺资源管理系统中 相应的工艺资源信息。 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 2 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 本章主要勾画出系统总体结构。从工艺资源信息流程分析、信息功能模块分析，说明系 统各模块总体功能和处理过程，并在此基础上对工艺资源信息管理系统进行的方案设计。 3.1 系统目标 本系统主要对宁夏宁电齿轮箱厂的装配工艺资源实现计算机系统化管理， 全面反映装配 工艺资源的综合信息,建立以部装为单位的装配工艺信息数据库。系统投入使用后，能迅速 查询工艺资源的各种相关信息，并将查询结果打印出来，能迅速统计、汇总出产品某部套所 使用的各类零部件、工艺装备、装配工艺规程等和装配工艺资源有关的工艺信息，系统投入 使用后，将为全厂的工艺资源实现信息化管理打下基础。 3.2 系统的功能要求 1、系统应具备对数据信息的输入、修改、删除、查找以及复制功能。 2、系统应具备对各个数据库的查询、统计、计算、汇总以及打印功能。 3、系统应采用全汉字覆盖式下拉菜单进行操作，方便、易学、易用。 4、系统应具有良好的用户界面和容错处理以及提示功能。 5、系统应具有良好的运行速度，应具备高度的可靠性、准确性和安全性， 3.3 系统体系结构 通过以上对制订工艺规程过程和工艺资源在整个过程中所起的作用分析， 以及工艺资源 数据与工艺文件内容、工艺元内容的相互关系的分析，建立起具有自身特色的工艺资源信息 管理系统。其系统的体系结构如图 3.1 所示下 图 3 . 1 装配工艺资源管理系统体系结构 从系统的体系结构中看出工艺资源数据管理系统包括系统硬件、 操作系统和 access2003 装 配 工 艺 资 源 管 理 系 统 数据库 access2003 操 作 系 统 系 统 硬 件 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 3 支撑的装配工艺资源数据库。 该系统首先通过 access2003 数据库管理系统，保证工艺资源信息在本企业内的顺畅流 动与信息高度共享，为企业内装配工艺资源管理的信息集成创造良好的基础。 其次就是工艺资源数据管理系统为工艺资源数据的建立、存储和管理提供一个集成的、 可控的、安全的多种访问途径，在保证数据单元性的同时，使种类繁多、数量庞大、结构复 杂的工艺资源数据得以有效的管理，进而达到在企业内部本企业工艺资源数据共享。 3.4 模块功能和处理过程设计 以建立装配工艺资源数据库必须满足信息系统的需求原理， 按照各功能模块划分的高聚 合、低耦合，即系统功能聚合、系统数据藕合的原则，划分系统功能模块，如图 3.2 所示。 图 3 . 2 装配工艺资源管理系统功能模块图 从系统功能的角度， 我们将装配工艺资源管理系统分为四大模块: 装配工艺资源定义模 块、 装配工艺资源查询模块和装配工艺资源维护模块和系统管理模块。以下具体介绍各个模 块及相应的子模块的具体功能。 装配工艺资源定义模块主要是装配工艺资源的信息录入。 对于企业工艺资源来说，它种 类繁多，内容复杂，并且格式差别也比较大，如何将这些工艺资源快速而准确地录入到风电 齿轮箱装配工艺管理系统中并给以正确的标识，以方便工艺查询者的需要，是本模块完成的 功能。比如进装物料管理中的进装物料录入功能就属于系统工艺资源定义模块的内容之一， 当工艺资源管理人员选择“部装基础信息管理”的下一级子菜单“添加进装物料”后，系统 将进入添加进装物料窗体窗口，此时就可以对进装零部件资源进行定义。 装配工艺资源查询模块为用户提供浏览、查询的功能。 用户可以对企业生产使用的零部 件、工装辅具(刀具、量具、夹具、辅具等)、装配工艺规程、装配图、工艺参数内容等进行 查询和浏览。 如图 3.3 所示，为企业生产中使用的进装物料（装配零部件）查询界面， 装 配 工 艺 资 源 打 印 装 配 工 艺 资 源 定 义 装 配 工 艺 资 源 查 询 装 配 工 艺 资 源 维 护 装 配 工 艺 资 源 管 理 系 统 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 4 图 3 . 3 进装物料查询界面 总之，工艺资源查询模块为用户提供的多种查询方式，使用户使用方便、快速而准确地 检索到所需的装配工艺信息，以满足企业各种人员的不同要求。 工艺资源维护模块，因为 企业的工艺资源信息是一个不断变化的动态的资源信息，比 如企业内部可能会经常购买机床设备、刀具量具等工艺资源，这就涉及到工艺资源的增加， 企业内部不断有旧的机械设备被淘汰、 刀具量具破损而导致工艺资源的减少， 在这种情况下， 建立工艺资源管理系统就必须具有对工艺资源进行增加、删除和修改的功能。 装配工艺资源打印模块 该模块能对参与齿轮箱装配的零部件信息和工装辅具信息进 行打印,实现系统资源信息的输出。 3.5 系统功能模块细分 风电齿轮箱装配工艺资源包括进装零部件、工装辅具(刀具、量具、夹具、辅具等)、装 配工艺规程、装配图、装配基准、工艺参数等几个部分。从系统结构的角度，风电齿轮箱装 配工艺信息管理系统包括部装基础信息管理、部装附加信息管理和系统管理三个部分。 部装基础信息管理模块又包括装配工艺规程管理，进装物料管理和图纸管理。部装附加 信息管理模块又包括工装辅具管理和工艺参数管理。如下图 3.4 所示为系统结构模块图. 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 5 图 3 . 4 系统结构模块 3.6 系统各功能模块信息流程分析 程序流程图是程序分析中最基本、最重要的分析技术，它是进行流程程序分析过程中最 基本的工具。它运用图示符号对整个程序做详细的记录，以便对零部件、产品在整个程序中 的操作、储存等待作详细的研究与分析，按照风电齿轮箱装配工艺资源管理系统需求，规划 出本系统的程序流程图，如图 3.5图 3.7 所示。 3.6.1 添加进装物料程序流程图 在风电齿轮箱装配工艺文档管理系统中，为了实现对进装物料的添加功能，设计添加进 装物料程序流程图，如图 3.5 所示 风电齿轮箱装配工艺管理系统 系 统 管 理 部 装 基 础 信 息 管 理 部 装 附 加 信 息 管 理 增 加 用 户 修 改 密 码 装 配 工 艺 规 程 管理 进 装 物 料 管 理 图 纸 管 理 工 装 辅 具 管 理 工 艺 参 数 管 理 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 6 图 3 . 5 添加进装物料程序流程图 3.6.2 查询进装物料程序流程图 实现对风电齿轮箱进装物料管理中的查询修改功能，设计查询进装物料程序流程图，如 图 3.6 所示 图 3 . 6 查询进装物料程序流程图 3.6.3 修改进装物料程序流程图 用 户 datagrid 控件内显示符合条件的信息 物 料 信 息 该物料不存在 程序查找该物料 是 否 选择查询方式 数据库提取物料信息 退 出 输入进装物料信息 序号不能为空 该 序 号 已 名 称 不 能 该 名 称 已 添加成功消息框显示 数据库添加该进装物料 程序检查序号是否为空 用 户 是 否 是 否 是 否 物料信息表 datagrid 控件内显示所有进装物 程序检查序号是否唯一 程序检查名称是否为空 程序检查名称是否唯一 是 否 数据库提取物料信息 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 7 图 3 . 7 修改进装物料程序流程图 3 . 6 . 3 装配工艺规程录入程序流程图 实现对风电齿轮箱各部装和总装的装配工艺规程信息录入功能， 设计装配工艺规程录入 程序流程图，如图 3.8 所示 图 3 . 8 装配工艺规程录入程序流程图 3.6.4 装配工艺规程查询程序流程图 选择修改进装物料 修改成功消息框显示 用户在 datagrid 控件内选择需要修改的物料信息记录 用户通过界面修改相应的物料信息 数据库修改相应的记录信息 物料信息表 数据库提取该物料信息 用 户 退 出 修改进装物料窗体显示 选择装配工艺规程信息录入 用户录入相应信息 通用对话框控件打开工艺规程文档 程序保存文档的路径 工艺规程表 数据库提取工艺规程信息 用 户 装配工艺规程录入窗体显示 该工艺规程信息已成功录入 退 出 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 8 图 3 . 9 装配工艺规程查询程序流程图 3.6.5 二维图录入程序流程图 实现对风电齿轮箱各零部件二维图的管理，设计二维图录入程序流程图，如图 3.10 所 示 图 3 . 1 0 二维图录入程序流程图 3.6.5 二维图查询程序流程图 选择装配工艺规程信息查询 用户选择查询方式 高级文本框控件链接该工艺规程文档 程序卸载高级文本框控件 工艺规程表 数据库提取工艺规程信息 用 户 装配工艺规程查询窗体显示 退 出 程序查找该工艺规程信息 文件夹 选择二维图信息录入 用户录入相应信息 通用对话框控件打开二维图文档 程序保存文档的路径 二维图表 数据库提取二维图信息 用 户 二维图录入窗体显示 该二维图信息已成功录入 退 出 宁夏大学硕士学位论文 第三章 装配工艺资源信息管理系统的方案设计 1 9 图 3 . 1 1 二维图查询程序流程图 还有针对三维图和工艺参数及工装辅具的程序流程图，在这里就不一一例举了。 选择二维图信息查询方式 用户选择查询方式 高级文本框控件链接该二维图文档 程序卸载高级文本框控件 二维图表 数据库提取二维图信息 用 户 二维图查询窗体显示 退 出 程序查找该二维图信息 文件夹 宁夏大学硕士学位论文 第四章 系统实现的关键技术及方法 2 0 第四章 系统实现的关键技术及方法 4.1 面向对象的程序设计技术 面向对象的程序设计方法 2 1 (oop，object oriented program)是一种适合于机械制造工 艺资源管理系统的先进程序设计方法。 该方法能够按照人类认识客观世界的方法和思维方式 来分析和解决问题。任何被研究或处理着的事物、概念都可以被看作是对象。然后在计算机 中建立与现实世界存在的对象一一对应的关系。 人们分析问题和解决问题的过程就是对计算 机中的对象进行分析、加工的过程。 面向对象设计方法主要特点是: 1、数据和代码封装在 oop 方法中，数据和代码是一个整体，这个整体就是对象，其中 的数据是该对象的成员数据，代码是对象的成员函数。成员数据和成员函数可以根据需要被 隐藏起来，使其他对象不能直接修改本对象拥有的数据，而要通过对象的成员函数来修改， 这就避免了程序模块间的相互干扰。 2、继承性 00p 方法中的类具有继承的功能，减少了代码和数据的重复，使各类间的层 次关系更为清晰。 3、函数的动态联接，在面向对象方法中，函数所要做的具体动作可以在程序后期编译 或运行时确定。这一功能在交互式用户界面的设计中极为有用。 4.2 a d o技术 4.2.1 ado 对象模型 ado（activex data object）活动数据访问接口是 microsoft 处理数据库信息的最新 技术。采用 ole db 的数据访问模式，是数据访问对象 dao、远程数据对象 rdo 和开放 数据库互连 odbc 三种方式的扩展。 ado data 控件使用 microsoft activex 数据对象来快速建立数据绑定的控件和数据提 供者之间的链接。图 3.9 示意了 ado 对象及其对象成员之间的关系。 宁夏大学硕士学位论文 第四章 系统实现的关键技术及方法 2 1 图 4 . 1 a d o 对象模型 下图示意了 ado 对象的分工描述，如表 4.1 所示： 表 4 . 1 a d o 对象的分工描述 4.2.2 ado 控件的基本属性 （1）connectionstring 属性 ado 控件没有 databasename 属性，它使用 connectionstring 属性与数据库建立连接。 该属性包含了用于与数据源建立连接的相关信息。connectionstring 属性带有 4 个参数，如 下表 4.2 所示： 对象名 描 述 connection 指定连接数据来源 command 发出命令信息从数据源获取所需数据 recordset 由一组记录组成的记录集 error 访问数据源时所返回的错误信息 parameter 与命令对象有关的参数 field 记录集中某个字段的信息 connection 对象 errors 对象 errors 集合 command 对象 parameters 集合 parameters 对象 fields 对象 recordset 对象 fields 集合 宁夏大学硕士学位论文 第四章 系统实现的关键技术及方法 2 2 参 数 功 能 provide 指定数据源的名称 filename 指定数据源所对应的文件名 remoteprovide 在远程数据服务器打开一个客户端时所使用的提供者名称 remoteserve 在远程数据服务器打开一个主机端时所用的服务器路径名称 表 4 . 2 c o n n e c t i o n s t r i n g 属