典型结构件是航天产品的重要组成部分,主要包括:框环类、阀门类、支架类和焊接框架类四个大类。随着航天事业的发展,典型结构件的设计和生产任务越来越重。由于其多品种小批量的性质,典型结构件的工艺设计成为了一个瓶颈问题。所以,提高典型结构件的工艺设计水平成为了提高典型结构件生产能力乃至于提高航天产品发展速度的关键问题。随着知识工程的引入,航天典型结构件的设计与生产也朝着快速化、智能化的方向发展。基于历史的工艺文件及工艺设计经验,分析和归纳同类典型结构件特征及工艺的相似性及工艺文件的结构特点,形成结构化的零件特征库、工艺序列库和典型工艺库,据此实现工艺路线及各工序的工艺参数的智能推理。最终完成典型结构件的智能设计系统,辅助工艺人员高效完成典型结构件工艺编制工作。这就是本文的研究目标及应用价值。工艺路线设计是工艺设计的关键环节,传统的工艺路线编制是工艺人员以个人经验根据零件结构特征来完成的。为了实现工艺路线的智能推理,需要在大量历史工艺文件中找到工艺路线编制的一般规则。为此,首先采用XML对历史工艺文件中的工艺路线进行结构化表达,清晰地表示出各工艺路线的结构模型;进而,根据航天典型结构件工艺路线编制规则能够表示为关联规则形式的特点,建立关联规则模型,并采用APRIORI算法挖掘出典型工序序列,并对挖掘出来的典型工序序列进行分析,找出各工序及各个工序余量之间的关系,总结出工艺路线编制的一般规则及主要工序的常用余量序列,将工艺路线的设计问题转化为余量序列的确定问题;最后,采用改进粗糙集的方法找出加工余量和零件特征间的关系,并以此确定唯一工艺路线。在完成工艺路线设计的基础上,还需要对各工序的关键参数进行智能化推理,从而完成整个工艺智能设计。通过典型工序的分析,了解各工序需确认的工艺参数及其对应的特征条件,建立相应的BP神经网络模型。使用历史数据对网络进行训练,并验证其误差,将得到的网络用语后续的工艺推理中。最后,以某航天设备制造厂的典型结构件中的框环类零件为验证对象,讨论了相关技术的实际应用。从工艺部门的实际情况出发,开发了基于CAPP的航天典型结构件的工艺智能设计系统工具,介绍了系统的技术路线及体系结构,给出了系统的运用实例。