工裝是生產技術準備中的重要組成部分，工裝設計的效率將直接影響到產品研發(fā)的速度與快速響應能力。目前，一般的工裝設計基本上都是通過傳遞和處理傳統(tǒng)的紙張單據來實現的，而且都是串行流程，效率低下。對于小批量的生產，還可以應付，但隨著生產批量的增加，這種設計流程已經不能滿足產品快速開發(fā)設計的要求。同時，工裝電子圖紙管理主要依靠文件夾目錄式的管理，手段比較落后，查找效率低下，而且管理比較混亂，不利于工裝電子圖檔的查詢、匯總、更改等實際工作的需要。所以這就需要由一套軟件系統(tǒng)來管理整個工裝設計流程，以便能夠以最快的速度應對出現的設計任務和設計要求。流程管理還可以使工裝設計流程更加直觀，隨時監(jiān)控任務狀態(tài)，方便查詢任務量。通過科學的信息管理，提高工裝設計效率。

1、基于PDM的系統(tǒng)功能設計

1.1系統(tǒng)功能設計

PDM原型系統(tǒng)以網絡環(huán)境下的分布式數據處理技術為支撐，采用客戶機/服務器體系結構和面向對象的設計方法，為開發(fā)網絡和數據操作接口模塊提供底層服務與支持，并提供產品數據組織與管理功能及用戶前端軟件工具集，實現產品全生命周期的信息管理，協(xié)調控制工作流程和項目進展，在企業(yè)范圍內建立一個并行化的產品開發(fā)協(xié)作環(huán)境。

PDM系統(tǒng)的體系結構分為4層:第1層是系統(tǒng)支持層。以目前流行的關系型數據庫為PDM系統(tǒng)的支持平臺，通過關系數據庫提供的增、刪、改、查等數據操作功能支持PDM系統(tǒng)對象在底層數據庫的管理。第2層是對象管理層。由于商用關系型數據庫側重管理事務性數據，不能滿足產品數據動態(tài)變化的管理要求。因此，在PDM系統(tǒng)中，采用若干個二維關系表格來描述產品數據的動態(tài)變化，實現面向產品對象管理的要求。第3層是功能模塊層。涉及PDM系統(tǒng)軟件的核心功能，一類是基本功能模塊，包括電子倉庫和文檔管理、產品結構和配置管理、工作流程管理、項目管理等;另一類是系統(tǒng)管理模塊，包括系統(tǒng)管理、集成工具和用戶管理。系統(tǒng)管理主要是針對系統(tǒng)管理員如何維護系統(tǒng)，確保數據安全與正常運行的功能模塊，其中電子倉庫和文檔管理是PDM的核心模塊，其他模塊的信息存取都要通過它來實現。第4層是用戶界面層。它除了向用戶提供標準的、不同硬件平臺上的人機界面外，還要提供開發(fā)用戶化人機界面的工具，以滿足各類用戶的特殊要求。它是實現PDM各種功能的手段、媒介，位于整個體系的最上層。

根據PDM系統(tǒng)的體系結構及其功能模塊，再結合本系統(tǒng)的要求，將系統(tǒng)主要分為5個功能:工裝設計流程管理功能、工裝圖檔管理功能、工裝設計接口、報表打印功能和用戶管理功能等。

1.2設計流程的體系結構

工裝設計流程管理負責工裝設計流程的定義、執(zhí)行和管理，使工裝設計按照預先定義好的流程進行。圖1給出了基于工作流技術的工裝設計流程的體系結構圖。此體系結構包含了流程過程的定義、流程控制引擎、流程數據和應用程序功能等三部分。其中流程定義包括定義流程的操作步驟、操作順序、傳遞提交約束條件等;流程控制引擎是設計流程的核心，是定義的流程的實現部分，負責流程操作的執(zhí)行調度;流程數據包括流程單據的數據、進度狀態(tài)信息、操作日志等;外部應用程序功能是指其它模塊中的應用程序，它為流程子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)交互提供一個接口，增強系統(tǒng)的柔性。

圖1

2基于產品型號的工裝圖檔管理體系結構

2.1圖檔管理體系結構

PDM技術主要應用于產品開發(fā)過程的3個領域:設計圖紙和電子文檔的管理;自動化工程更改的管理;材料清單的管理。在企業(yè)信息化工程中，產品數字化及其管理是必需的。圍繞產品的相關信息都需要數字化并保存在數據庫中，同時也要很好地管理，在需要時能夠很方便地瀏覽查詢，并在企業(yè)內共享使用。所以圖檔的管理是本系統(tǒng)的一個重要部分，可以有效地提高工裝設計的效率和管理的規(guī)范性。本系統(tǒng)的工裝圖檔管理采用基于產品型號的管理模式，圖檔的人庫和圖檔的匯總，按照圖檔的所屬型號歸類。圖檔管理子系統(tǒng)采用分布式結構，其體系結構如圖2所示。其中，版本信息歸屬于工裝圖檔，工裝圖檔歸屬于工裝信息，而工裝信息又按照產品型號分類，所以整個圖檔管理是基于產品型號的管理模式。

圖2

2.2圖檔管理類圖

圖檔管理流程包括工裝管理類、工裝類、圖檔類、圖檔數據結構定義類和兩個數據庫表訪問類，一個工裝管理類代表了所有的工裝。由于圖檔屬于工裝，所以工裝類可繼承自圖檔類，另外圖檔有父子關系，一張裝配圖還包括部件圖和零件圖，部件圖又可以再分，所以圖檔類和圖檔類之間有一種聚合關系，在設計時由圖檔類中的Protected屬性的“圖檔列表”成員實現，它是TList類型，用于記錄子圖檔類的實例的指針。圖檔管理的類圖如圖3所示。

 
圖3

2.3報表信息組成

由于本系統(tǒng)是一個信息化系統(tǒng)，很多地方都要用到信息輸出，需要輸出的信息有:各種任務單據信息及其列表、工裝信息及其列表、工裝總圖明細表、管理日志、工作量查詢統(tǒng)計表等。信息輸出的主要形式是報表打印和導出數據到Excel中，主要以打印為主，導出到Excd可通過調用訪問Excel的DLL函數來實現。對于報表打印，如果每一種報表都編一段程序就太繁瑣，而且不便于維護，所以設計開發(fā)了一個用戶可自定義的通用報表打印子系統(tǒng)，而且它還可以提供給其他系統(tǒng)使用。

通過對各種不同的報表實例的分析，總結出報表都是由許多個“表格項”組成，一個“表格項”包括:一個標題單元格和多個“表格值”單元格，為了便于管理，可再定義由多個“表格項”共同組成的“表格項組”。

3、結論

本文基于PDM的體系結構，按照PDM的思想確定工裝設計與管理系統(tǒng)的功能，給出基于工作流的工裝設計流程管理的體系結構，設計基于產品型號的工裝圖檔管理的體系結構，并分析圖檔管理的類圖模型。實踐表明，該設計思路合理、可靠，極大地提高工裝設計的效率。