一、前言

　　计算机辅助制造技术呈现的平台系统化发展趋势，是否能够为用户提供一个综合性、集成化、网络化以及多部门协同操作的功能将成为计算机辅助制造技术的应用需求已经被大部分企业认可，成为该计算机辅助制造技术是否具备市场竞争力和生命力的重要考核指标。简单的将现有的人工智能技术与计算机辅助制造技术相结合是不足以满足制造业对辅助技术的需求。因此，深入研究人类知识传承模型，并通过高科技技术模拟这一过程成为学术研究者的宠儿。实现这一模型的智能化计算机辅助制造技术更成为技术发展的趋势。知识工程以专家系统、知识驱动为建模基础。并在此基础上衍生出知识获取、知识推理的技术特点。该技术使得根据用户的特定需求（尺寸、参数化设计等）进行判断并自动处理成为可能。
　　需要强调的是，工艺几何特征和工艺特征之间缺乏必备的相关性。因此深入研究这两者之间的依存关系是实现计算机辅助制造系统自动化编程的关键。知识工程通过总结典型工程设计知识和经验，提取特征函数，构建成一个可以重复利用的知识库，同时通过修改工艺库中的参数进行库文件。知识工程（涵盖知识获取、知识管理、知识应用、集成等模块）与计算机系统的有机结合，是相关产业的新一代发展趋势。

  二、航空制造加工工艺的知识分类体系

　　知识分类是知识管理的基础和前提，也是未来的信息化系统中进行知识导航、属性标定、知识展示的基础。不同企业对于知识分类的维度有不同的认识和标准。工业研制（研发及制造）企业需要结合企业的实际情况，选择知识分类维度，构建自己的知识多维分类管理体系。
　　分类的标准和结果不是固定的，一定会随着业务的调整而发生变化。结合知识管理标准和最佳实践，进行知识的多维管理体系的构建，在离散制造企业中，知识分类要充分考虑产品研制的流程，因为知识需要应用到相应的流程中。
　　如上所述，工艺知识具备相当的专业特性，同时由于信息化建设、技术革新等因素，工艺知识的分类方法需要充分考虑知识的实用性和扩展性，需要保障企业在此基础上构建的分类体系，能够支持未来的知识管理及应用模式。因此，下图1展现了工艺知识分类的大体情况。企业实际的知识分类需要根据企业工艺知识及管理模式进行调整和优化。

  三、面向航空制造加工工艺的知识工程关键技术

　　航空制造加工工艺中往往存在老师傅的工艺经验无法完全复制的问题。刚接手的工作人员需要从最基本的软件操作、参数设置开始学习，经过长期的工程经验积累才能熟练掌握航空制造加工工艺。这导致员工的培养成本居高不下。新手常犯的加工错误也往往导致企业运营成本的大幅度增高。为此，本文将围绕如何继承加工经验展开研究，针对航空制造加工工艺经验，总结通用性参数，利用知识工程技术，通过知识获取、知识表示、知识推理和知识管理等关键技术手段，为航空制造加工工艺探讨一种可行的方案实现经验的继承与管理。

（一）知识工程的含义分析

　　知识工程是一种以知识为核心驱动的自动化工程决策工具。它能够对工程问题提供优化解决方案，帮助从业人员最大限度的重复劳动。
　　综合来看，面向航空制造加工工艺的知识工程需要构建的核心内容为：
　　1.管理体系的建立。知识工程平台的建立基础一定是面向特定管理需求和技术场景的，因此需要在平台搭建之初就定义一套能支撑系统建设和应用的制度保障和组织模式。
　　2.系统建设。知识工程平台是一个信息化技术平台，管理着企业的核心资产，特别是本文中所述的航空制造加工工艺内容。
　　3.资源分类。工艺知识管理系统核心管理航空制造加工相关知识，因此需要为所管理的技术内容构建统一的分类体系和标签标定机制，实现未来知识条目的良好导航和快速获取。
　　4.知识应用环境。知识管理系统建设不是为了静态的管理知识，而是為了提高知识的应用性，支持业务环境，因此需要基于系统构建多种应用模式来支持当前及未来的应用需求。
　　以下通过对飞机制造过程中装配工艺、钣金工艺的分析，总结出装配过程中所需要的通用性参数：

（二）面向航空制造的装配工艺设计分析

　　飞机机体是由各种大部件对接而成的，结构复杂、要求严格，为保证装配工作顺利进行，必须进行部件装配工艺设计。部件装配工艺设计主要解决：如何合理地划分装配单元和制定装配路线;保证装配准确度的理论和方法;装配时工件的定位方法;装配中所采用的各种连接技术。各种结构的装配方法和过程：装配型架的构造与制造技术;保证工艺装备之间协调的原理和方法等问题。主要内容包括以下几个方面：（1）装配单元的划分。（2）确定装配基准和装配定位方法。（3）选择保证准确度、互换性和装配协调的工艺方法。（4）确定各装配元素的供应技术状态。（5）确定装配过程中的工序、工步组成和各构造元素的装配顺序。（6）选定所需的工具、设备和工艺装备。（7）零件、标准件、材料的配套。

（三）面向航空制造的钣金工艺设计分析

　　钣金工艺，利用材料的可塑性，采用冷压技术把毛料形成各种零件的工艺。该工艺是航空制造工程的重要组成部分。需要强调的是，现代飞机的壳体主要是钣金铆接结构。航空钣金类零件分类是根据零件的相似性，按照一定的原则对零件分类。相似性分为材料相似性、工艺相似性和结构相似性。材料相似性是指材料品种、状态的相似形;工艺相似性是指零件的加工方法、工艺装备和使用设备的相似性;结构相似性是指零件尺寸、形状、使用部位以及零件上所具有的结构要素的相似性。在文件的设计中，钣金制造工艺包括：工艺分类、工艺方法、工艺方式、 工艺参数、成形系数、成形极限、工艺缺陷、工艺要求。

  四、面向航空制造加工工艺的知识获取

　　知识获取就是从具体从业人员处获取专业背景知识，并将其转化输入广义知识库的过程。如何实现知识获取是知识工程核心难点之一。在此基础上，这些技术会帮助系统寻找各个数据间的相关性。遗憾的是，目前这些知识获取技术尚处于研究阶段。知识获取是构建知识工程系统的“瓶颈”。换句话说，理论上知识工程系统应该具备自学习功能。事实上，截至目前，机器学习还没有达到那么高的水平。考虑到可实现性和可靠性，本文所构建的面向航空制造加工工艺的知识工程系统主要通过人机对话，先将行业专家对领域的认识知识存到程序中去，再进行符合逻辑的知识管理、扩展和衍生，即实现半自动知识获取。
　　对于面向航空制造加工工艺的知识工程而言，航空制造加工工艺知识库是工艺知识资源的管理中心。所以，在本文先将用于企业在日常的产品研发、结构设计、工艺规划、生产环节所形成的航空制造加工工艺相关技术诀窍、经验及技术资料进行总结、转化、采集输入系统平台，形成面向航空制造加工工艺的知识资源中心。其具体的细节如下：

（一）新建知识

　　新建知识是指用户创建上传一天新的知识条目，系统根据不同的知识分类提供的不同类型知识模板，不同的知识模板展示不同的知识属性，用户根据知识内容得要求，填写知识内容，包括标题、关键字、摘要、分类、专业、知识附件等内容。详见图2。

（二）知识采集

　　除了通用的知识上传功能外，为保障多种类型的知识入库，系统还提供了：
　　a）图片识别：能够从图片文件（bmp，jpeg，pdf）中读取印刷体文字信息。并将识别内容自动填充到知识模板中，形成知识条目的基本信息，并支持用户手动调整。
　　b）知识解析：支持各个业务系统根据知识模板形成特定知识内容的json、xml内容，并通过知识调取知识模板服务，或者离线将文本内容导入知识库，快速形成知识条目。
　　c）知识标记：用户可通过笔记界面单条提交条目类知识;支持笔记类知识的标签功能。
　　d）知识接口：支持与第三方知识数据源的集成，能够将第三方知识数据源的内容提取过来。系统支持外部系统通过webservices调取知识生产接口，也支持开放数据源与知识模板及属性的映射集成。

（三）知识审批

　　知识管理系统一方面是企业的技术资源中心，负责这各类知识条目的管理，一方面由于其知识获取方式的多样灵活，入库的知识是否能够满足管理要求，是否能够起到支撑业务的作用，特别是一些关键的航空制造加工工艺参数知识，如果发生错误，将会给企业带来非常不利的影响，因此需要通过审批机制，借助信息化流程和企业专家的智慧，对入库的知识进行审核、分解、评价，从而对知识内容有一个可靠性的识别。系统支持灵活的审批流程配置，不同的审批流程关联不同的知识分类。

（四）文件管理

　　文件是企业最常见、最重要的技术资源载体和知识形态。对于航空制造加工工艺而言，大量的模型、图纸、参数等，都是依赖文件进行存储和管理，因此对文件的有效管理是知识管理重要的管理对象内容。详见图3。

　　文件夹是常见的，也是有效的文件组织形式，符合一般用户的常规办公场景模式，具有非常好的人机交互体验。另外，文件夹本身也是分类、授权的中介，通过文件夹级别的权限配置，也可以起到技术资源安全管理的目的。如图4所示。

  五、面向航空制造加工工艺的系统集成

　　内部部署着多个业务、管理系统或平台，支撑着整个产品研制活动有序进行。为实现海量知识的聚集管理与应用，知识管理系统提供开放、通用的集成手段，来讲各个分散业务系统的技术资源，按照统一的管理标准进行汇集，形成更大范围内容技术知识中心。系统需具备标准的Webservice接口，能够为外部信息系统提供标准接口进行系统扩展。

　　如图5所示，系统建设中，对于开发编码要求，文件的命名、备份以及接口运行日志的收集规则，接口开发时均遵守企业内部接口开发规范及要求。集成策略主要包括：合规性集成、统一提示、静态资源集成。

  六、结论

　　本文深入分析了知识工程技术的基本思想，结合航空制造加工工艺的特点，主要介绍了面向航空制造加工工艺的知识工程关键技术。在介绍知识工程的基本概念的基础上，通过知识获取等关键技术手段，为实现系统开发和知识重用打下坚实的基础，也为国内外其他航空制造企业在工艺知识管理及应用方面提供一定的参考依据。

  参考文献

　　[1]周济.智能制造—“中国制造2025”的主攻方向[J].中国航空制造工程，2015（17）：2273-2284.
　　[2]傅建中.智能制造装备的发展现状与趋势[J].机电工程，2014（08）：959-962.
　　[3]卫凤林，董建，张群.工业大数据白皮书（2017版）解读[J]，信息技术与标准化，2017（4）：13-17.
　　[4]刘丹，王迪，赵蔷等.“制造强国”评价指标体系构建及初步分析[J].中国工程科学，2015，17（7）：96-107.
　　[5]GUO Q，ZHANG M.An agent-oriented approach to resolve scheduling optimization  in intelligent manufacturing[J].Robotics andcomputer-integrated manufacturing，2010（26）：39-45.