本发明涉及航天器工艺模板及其实现系统、方法和应用，属于数字化制造技术领域。
背景技术：
随着航天器产品的高精度、高质量要求越来越高，产品工艺设计的要求也越来越严格，要求细化、量化表达的工艺内容。当前国内相对先进的航天器制造企业已经采用了三维结构化工艺规划系统，如teamcenter软件。要编制出细化、量化、规范化的工艺文件耗时周期长、工作量也大，对于型号研制任务压力巨大的工艺人员而言，难度非常大，急需一种方法与技术手段，辅助航天器产品的工艺人员快速编制工艺文件。当前知识工程、智能制造技术的快速发展，为知识引入三维结构化工艺设计过程提供了充分的理论基础与技术手段，将有助于提高工艺编制效率与确保工艺文件的规范性与质量。因此，基于工艺模板的工艺快速设计方法被广泛应用于复杂产品制造企业。通常工艺模板都是由相对稳定的基准量与根据产品特征而体现不同的变量共同构成。在工艺设计过程中，引用工艺模板，对模板中的变量进行实例化，以实现快速设计工艺文件的目标。
目前的专利大都是集中于对工艺模板的快速重复利用方面。例如，张军立等提出的一种波导的参数化工艺设计方法(cn201610851728.4)采用模板库存储工艺模板，在工艺设计流程中根据波导基础特征明确化模板中的变量参数数值；沈春龙等提出的一种结构件焊接工艺指导系统的生成方法(cn201410455360.0)设计了多种工艺类型文档模板，运用水晶报表控件将工艺数据写入到相应模板中，从而形成工艺文档。但是，新建一个工艺模板时，基准量与变量提取的恰当与否是决定工艺模板有用性、易用性的重要因素。新建一个工艺模板的过程周期长，工作量大，且工艺模板的后期维护与修订升级版本都是日常工作中不可避免的功能需求。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出航天器工艺模板及其实现系统、方法和应用，首先，依据工艺模板中工艺变量的数据类型、数据来源，明确区分为几种典型的工艺变量；而工艺基准量以文本的形式在三维工艺规划系统中进行正常编辑；然后，根据每种工艺变量的特点，为其提供专用的数据展示、填写控件样式，如文本框、下拉列表等可视化数据控件；并为每个工艺变量指定未来在工艺模板实例化过程中所需要引用的工艺变量数据来源，建立参数级的数据自动引用关系；最后，设计完毕的工艺模板可以被实例化使用。
本发明的技术解决方案是：
航天器工艺模板，该工艺模板包括工艺模板基本属性和工艺模板文件；工艺模板基本属性包括工艺模板的id、名称、版本号、关键词、工艺类型、适用范围、创建人、创建部门和创建时间；工艺模板文件包括工艺基准量和工艺变量；
所述的工艺变量包括工艺变量id、工艺变量数据类型和工艺变量数据来源。
航天器工艺模板的实现系统包括三维结构化工艺规划模块(1)、工艺变量数据来源配置模块(2)和工艺模板存储与版本管理模块(3)；
所述的三维结构化工艺规划模块(1)用于编辑工艺模板中的工艺基准量，还能够调用工艺变量数据源配置模块(2)编辑得到的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源，并将调用的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源和编辑的工艺基准量一起形成工艺模板文件；工艺模板文件中共性、稳定、不经常变化的工艺内容称作工艺基准量，例如，工艺基准量可以是自然语言描述的工艺描述内容，还可以是通用工艺、标准规范、操作手册等工艺要素；
所述的工艺变量数据源配置模块(2)用于编辑工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源，指定工艺变量的表示控件；工艺模板文件中根据每个产品实例的情况而不同的那部分工艺内容称作工艺变量，例如工艺变量可以是工艺内容中的参数、结构化语句，也可以是设备、刀具、工装等制造资源对象；工艺变量数据类型包括文本字符型、数值参数型、可枚举型和有限数据源型；所述的文本字符型是指三维设计模型的产品代号、产品名称等字符串格式的工艺变量；所述的数值参数型是指数控刀具的进给量、转速、下料尺寸数值等数值格式的工艺变量；所述的可枚举型是指可备选的工艺变量的数据规模较小，如是/否，合格/不合格，个/台/套/张/米等数值单位，所述的有限数据源型是指像物料(名称、规格、数量)、制造资源等工艺变量，有限数据源型的工艺变量数据来自与物料、制造资源等数据库表；
所述的文本字符型和数值参数型均使用文本框控件，控件数值value为工艺变量数据来源；
可枚举型使用下拉列表控件，下拉列表控件数值value为工艺变量数据来源，由一个数据来源配置表保存，该表由顺序号和数值两个属性构成；
有限数据源型使用数据表选择控件，数据表选择控件数值value由一个数据来源配置表保存，该表由数据库名称、数据表名称和字段名称构成；
所述的工艺模板存储与版本管理模块(3)用于编辑工艺模板基本属性，还用于将三维结构化工艺规划模块(1)形成的工艺模板文件按照指定位置进行存储；工艺模板基本属性包括工艺模板的id、名称、版本号、关键词、工艺类型、适用范围、创建人、创建部门和创建时间；
航天器工艺模板的实现方法，该方法的步骤包括：
(1)使用工艺模板存储与版本管理模块(3)编辑工艺模板基本属性，并建立文件夹；
(2)使用三维结构化工艺规划模块(1)编辑工艺模板中的工艺基准量；
(3)使用工艺变量数据源配置模块(2)编辑工艺变量id、工艺变量数据类型和工艺变量数据来源；
(4)使用三维结构化工艺规划模块(1)调用步骤(3)中工艺变量数据源配置模块(2)编辑得到的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源，并将调用的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源和步骤(2)中的工艺基准量一起形成工艺模板文件；
(5)使用工艺模板存储与版本管理模块(3)将步骤(4)中形成的工艺模板文件存储到步骤(1)中建立的文件夹中。
航天器工艺模板的应用，步骤包括：
(6)使用工艺模板检索模块(4)根据产品的特征在步骤(5)建立的文件夹中查找与该特征相匹配的工艺模板文件；
(7)使用工艺模板实例化使用模块(5)根据步骤(6)查找得到的工艺模板文件，并根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值，得到使用该航天器工艺模板制作的该产品的工艺文件。
所述的工艺模板检索模块(4)根据产品的特征在工艺模板存储与版本管理模块(3)中查找与该特征相匹配的工艺模板文件；产品的特征是指产品的名字中的一个以上的字或是一个以上的词；
所述的工艺模板实例化使用模块(5)根据工艺模板检索模块(4)查找得到的工艺模板文件，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值；
当工艺变量数据类型为文本字符型或数值参数型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：由工艺模板实例化使用模块(5)将工艺变量的数据来源中的内容填写到文本框控件中；
当工艺变量数据类型为可枚举型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：在下拉列表控件中选取工艺变量的数值；
当工艺变量数据类型为有限数据源型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：在数据表选择控件中选取工艺变量的数值。
有益效果
本发明是针对单件、小批量、多品种的航天器产品，工艺模板设计过程工作量大、周期长、缺少工艺模板设计工具、工艺模板设计与管理成本大的问题，提出了一种航天器工艺模板及其实现系统、方法和应用，将传统的手工编辑所有工艺描述内容的工作方式升级成“复用共性的工艺基准量+自动配置工艺变量数值”的智能化模式，提高工艺模板的有用性和易用性。根据产品类型、工艺类型的共性与个性工艺要素，区分出相对稳定的工艺基准量以及根据产品特征而不同的工艺变量。依据工艺变量的数据来源差异，定义了文本字符型、可枚举型、数值参数型、有限数据源型四种工艺变量，并为其设计了变量取值的数据来源配置表，实现了工艺变量的可配置化、可视化。通过工艺变量数据来源配置表与工艺变量之间的参数级数据自动引用关系，在基于工艺模板的工艺设计过程中实现了工艺变量的自动实例化。通过对金属结构件、复材结构板的工艺模板的设计过程进行统计，应用本系统与方法较传统方式有效降低了工艺模板的设计研发成本，提高工艺模板编制效率达40％以上，基于工艺模板的工艺实例化过程较传统方式提高了工艺设计效率达30％。
具体实施方式
下面针对航天器金属壁板产品，以滚弯机加类型的工艺模板设计过程为实施例，对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例
适用于金属壁板滚弯机加的航天器工艺模板，该工艺模板包括金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性和金属壁板滚弯机加工艺模板文件。
金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性包括：工艺模板的id＝“gymb20190515001”、名称＝“壁板滚弯机加工艺模板”、版本号＝“v1”、关键词＝“壁板、滚弯、机加、工艺模板”、工艺类型＝“机加工艺”、适用范围＝“壁板滚弯”、创建人＝“王鹏”、创建部门＝“机电产品事业部”、创建时间＝“2019年5月15日”；
金属壁板滚弯机加工艺模板文件包括工艺基准量和工艺变量。
所述的金属壁板滚弯机加工艺模板文件的工艺基准量，如表1中工序号、工序名称、作业指导中不带下划线的文字部分；
表1金属壁板滚弯机加工艺模板文件中的工艺基准量
所述的金属壁板滚弯机加工艺模板文件的工艺变量，如表2中作业指导中下划线(_varablex)标注的文字部分，其中x为自然数。
表2金属壁板滚弯机加工艺模板文件中的工艺变量
金属壁板滚弯机加工艺模板文件的工艺变量包括工艺变量id、工艺变量数据类型和工艺变量数据来源，如表3所示。
表3金属壁板滚弯机加工艺模板文件的工艺变量的属性
所述的金属壁板滚弯工艺模板文件实例如表4所示。
表4金属壁板滚弯工艺模板文件实例
航天器工艺模板的实现系统包括三维结构化工艺规划模块(1)、工艺变量数据来源配置模块(2)和工艺模板存储与版本管理模块(3)；
所述的三维结构化工艺规划模块(1)用于编辑金属壁板滚弯工艺模板文件中如表1所示的工艺基准量，还能够调用工艺变量数据源配置模块(2)编辑得到如表3所示的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源，并将调用的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源(表3)和编辑的工艺基准量(表1)一起形成如表4所示的金属壁板滚弯工艺模板文件；金属壁板滚弯工艺模板文件(表4)中共性、稳定、不经常变化的工艺内容称作工艺基准量(表1)，例如，工艺基准量可以是自然语言描述的工艺描述内容，还可以是通用工艺例如《壁板三维设计模型通用技术要求》、标准规范例如《铝合金表面热处理工艺编制规范》、操作手册例如《壁板粗铣操作sop》等工艺要素；
所述的工艺变量数据源配置模块(2)用于编辑金属壁板滚弯工艺模板文件中的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源(表3)；金属壁板滚弯工艺模板文件中根据每个产品实例的情况而不同的那部分工艺内容称作工艺变量，例如工艺变量可以是工艺内容中的参数、结构化语句，也可以是设备、刀具、工装等制造资源对象；工艺变量数据类型包括文本字符型、数值参数型、可枚举型和有限数据源型；
所述的文本字符型是指三维设计模型的产品代号、产品名称等字符串格式的工艺变量；所述的三维设计模型的产品代号工艺变量可表示为工艺变量id＝“varable5”、工艺变量数据类型＝“文本字符型”、工艺变量数据来源＝“当前产品.productid”；所述的产品名称工艺变量可表示为工艺变量id＝“varable9”、工艺变量数据类型＝“文本字符型”、工艺变量数据来源＝“当前产品.productname”。
所述的数值参数型是指数控刀具的进给量、转速等数值格式的工艺变量；针对金属壁板滚弯工艺模板文件所述的刀具进给量工艺变量可表示为工艺变量id＝“varable12”、工艺变量数据类型＝“数值参数型”、工艺变量数据来源＝“自定义(单位：mm/s)”；刀具转速工艺变量可表示为工艺变量id＝“varable13”、工艺变量数据类型＝“数值参数型”、工艺变量数据来源＝“自定义(单位：转/分)”；
所述的可枚举型是指可备选的工艺变量的数据规模较小，如是/否，合格/不合格，个/台/套/张/米等数值单位；针对金属壁板滚弯工艺模板文件中所述的可枚举型工艺变量可表示为工艺变量id＝“varable8”；工艺变量数据类型＝“可枚举型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表3＝(1,空)；(2,1)；(3,2)；(4,3)；(5,4)；(6,5)；(7,6)；(8,7)；(9,8)；(10,9)；(11,10)”。
所述的有限数据源型是指像物料(名称、规格、数量)、制造资源等工艺变量，有限数据源型的工艺变量数据来自与物料、制造资源等数据库表；针对金属壁板滚弯工艺模板文件中所述的有限数据源型工艺变量可表示为：1)工艺变量id＝“varable4”；工艺变量数据类型＝“有限数据源型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表1＝当前产品.属性清单.标注尺寸”；2)工艺变量id＝“varable7”；工艺变量数据类型＝“有限数据源型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表2＝工装库.专用工装表.工装编号”。
工艺变量id为varable0、varable1、varable2、varable3、varable5、varable6、varable9的文本字符型工艺变量和数值参数型均使用文本框控件表示，文本框控件分别可表示为：
工艺变量id为varable8的可枚举型工艺变量使用下拉列表控件表示，下拉列表控件数值value，由一个数据来源配置表保存，该表由顺序号和数值两个属性构成；
工艺变量id为varable4、varable7、varable10的有限数据源型工艺变量使用数据表选择控件表示，数据表选择控件数值value来源于一个数据来源配置表，该表由数据库名称、数据表名称和字段名称构成；
所述的工艺模板存储与版本管理模块(3)用于编辑金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性，还用于将三维结构化工艺规划模块(1)形成的金属壁板滚弯机加工艺模板文件按照“工艺模板文件夹/金属产品类/壁板产品类/金属壁板机加工艺模板”的位置进行存储；金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性包括：工艺模板的id＝“gymb20190515001”、名称＝“壁板滚弯机加工艺模板”、版本号＝“v1”、关键词＝“壁板、滚弯、机加、工艺模板”、工艺类型＝“机加工艺”、适用范围＝“壁板滚弯”、创建人＝“王鹏”、创建部门＝“机电产品事业部”、创建时间＝“2019年5月15日”；
航天器工艺模板的实现方法，该方法的步骤包括：
(1)使用工艺模板存储与版本管理模块(3)编辑金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性，金属壁板滚弯机加工艺模板基本属性包括工艺模板的id＝“gymb20190515001”、名称＝“壁板滚弯机加工艺模板”、版本号＝“v1”、关键词＝“壁板、滚弯、机加、工艺模板”、工艺类型＝“机加工艺”、适用范围＝“壁板滚弯”、创建人＝“王鹏”、创建部门＝“机电产品事业部”、创建时间＝“2019年5月15日”，并建立文件夹“工艺模板文件夹/金属产品类/壁板产品类/金属壁板滚弯机加工艺模板”；
(2)使用三维结构化工艺规划模块(1)编辑金属壁板滚弯机加工艺模板中的工艺基准量，包括工序号、工序名称、作业指导中不带下划线的部分；
(3)使用工艺变量数据源配置模块(2)编辑工艺变量id、工艺变量数据类型和工艺变量数据来源，包括：
材料工艺变量id＝“varable0”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“当前产品.属性清单.材料名称”；
牌号工艺变量id＝“varable1”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“物料库.金属板材数据表.牌号”；
状态工艺变量id＝“varable2”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“物料库.金属板材数据表.状态”；
技术条件工艺变量id＝“varable3”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“物料库.金属板材数据表.技术条件”；
尺寸工艺变量id＝“varable4”；工艺变量数据类型＝“有限数据源型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表1＝当前产品.属性清单.标注尺寸”；
产品代号工艺变量id＝“varable5”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“当前产品.productid”；
模型工艺变量id＝“varable6；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“当前产品.modelid”；
工装编号工艺变量id＝“varable7”；工艺变量数据类型＝“有限数据源型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表2＝工装库.专用工装表.工装编号”；
工装套数工艺变量id＝“varable8”；工艺变量数据类型＝“可枚举型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表3＝(1,空)；(2,1)；(3,2)；(4,3)；(5,4)；(6,5)；(7,6)；(8,7)；(9,8)；(10,9)；(11,10)”；
产品名称工艺变量id＝“varable9”；工艺变量数据类型＝“文本字符型”；工艺变量数据来源＝“当前产品.productname”；
通用技术要求工艺变量id＝“varable10”；工艺变量数据类型＝“有限数据源型”；工艺变量数据来源＝“数据来源配置表4＝知识数据库.通用技术要求清单表.文件中文名称”。
(4)使用三维结构化工艺规划模块(1)调用步骤(3)中工艺变量数据源配置模块(2)编辑得到的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源，并将调用的工艺变量id、工艺变量数据类型、工艺变量数据来源和步骤(2)中的工艺基准量一起形成金属壁板滚弯机加工艺模板文件，如下所示；
(5)使用工艺模板存储与版本管理模块(3)将步骤(4)中形成的金属壁板滚弯机加工艺模板文件存储到步骤(1)中建立的文件夹“工艺模板文件夹/金属产品类/壁板产品类/金属壁板机加工艺模板”中。
航天器工艺模板的应用，步骤包括：
(6)使用工艺模板检索模块(4)根据金属壁板产品的特征在步骤(5)建立的文件夹“工艺模板文件夹/金属产品类/壁板产品类/金属壁板机加工艺模板”中查找与该特征相匹配的工艺模板文件“金属壁板滚弯机加工艺模板”；
(7)使用工艺模板实例化使用模块(5)根据步骤(6)查找得到的金属壁板滚弯机加工艺模板文件，并根据工艺模板文件中工艺变量id号为varable0-varable10的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值，例如：
得到使用该航天器工艺模板制作的该金属壁板产品的金属壁板滚弯机加工艺文件，如下所示。
所述的工艺模板检索模块(4)根据产品的特征(产品名称为金属壁板)在工艺模板存储与版本管理模块(3)中查找与该特征相匹配的金属壁板滚弯机加工艺模板文件；产品的特征是指产品的名字中的一个以上的字或是一个以上的词；该产品的特征为金属、壁板两个词。
所述的工艺模板实例化使用模块(5)根据工艺模板检索模块(4)查找得到的金属壁板滚弯机加工艺模板文件，根据工艺模板文件中工艺变量id号为varable0-varable10的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值；
当工艺变量数据类型为文本字符型或数值参数型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：由工艺模板实例化使用模块(5)将工艺变量varable0、varable1、varable2、varable5、varable6、varable9的数据来源中的内容填写到文本框控件中，例如：
当工艺变量数据类型为可枚举型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：在下拉列表控件中选取工艺变量varable8的数值为1；
当工艺变量数据类型为有限数据源型时，根据工艺模板文件中的工艺变量数据来源选定产品的工艺变量的数值的方法为：在数据表选择控件中选取工艺变量varable4的数值。