PDM/PLM(Product Data Management、Product lifecycle Management)系統(tǒng)可以把與產(chǎn)品整個(gè)生命周期有關(guān)的信息系統(tǒng)統(tǒng)一管理起來(lái)，并且支持分布、異構(gòu)環(huán)境下不同軟硬件平臺(tái)、不同網(wǎng)絡(luò)和不同數(shù)據(jù)庫(kù)，在企業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在工藝設(shè)計(jì)階段，由于企業(yè)類型、產(chǎn)品對(duì)象不同，其工藝規(guī)劃數(shù)據(jù)產(chǎn)生巨大差異，不可能提供一個(gè)統(tǒng)一的直接可以應(yīng)用的PDMlPLM框架，因此一定要根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品模型，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行用戶化定制。

1 面向PDM/PLM的工藝規(guī)劃數(shù)據(jù)管理模型

1.1 基于PDM/PLM的制造過(guò)程信息化集成模式

基于PLM/PDM的產(chǎn)品生命周期管理是希望CAD、CAPP、CAM等應(yīng)用系統(tǒng)都通過(guò)PDMlPLM進(jìn)行信息交換，從橫向和縱向?qū)崿F(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)的無(wú)縫集成。因此必須建立基于PDMlPLM的產(chǎn)品制造過(guò)程信息化集成模式，圖1為本文構(gòu)建的基于PDM!PLM的制造過(guò)程信息集成模型，從左到右，由基于特征的零件信息模型可實(shí)現(xiàn)CAD、CAPP、CAM之間的橫向集成。從上到下由PDM/PLM實(shí)現(xiàn)圖形信息、文檔信息和管理信息的縱向全面管理。

1.2 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模型

CAPP系統(tǒng)包括零件信息提取、工藝決策、工藝文件生成、工藝資驚管理等模塊。圖2所示的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模型可實(shí)現(xiàn)對(duì)CAPP系統(tǒng)各個(gè)設(shè)計(jì)模塊的中間結(jié)果和最終結(jié)果的描述和表達(dá)，是各個(gè)設(shè)計(jì)模塊之間進(jìn)行信息交換的依據(jù)。該模型是以PDM/PLM系統(tǒng)、Web技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為依托，在對(duì)工藝文件和工藝設(shè)計(jì)資源進(jìn)行全方位管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，并將CAD、CAPP、CAM的信息同時(shí)存放在PDMJPLM中，一份數(shù)據(jù)只有一個(gè)備份，提高了數(shù)據(jù)的可靠性，從而真正實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP、CAM、MRPII之間的數(shù)據(jù)集成與共享。

圖1 基于PDM/PLM的制造過(guò)程信息化集成模式

 
圖2 面向PDM/PLM的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模型

1.3 工藝資源管理對(duì)象模型

CAPP作為CAD、CAM、MRPII的橋梁，是一個(gè)基于制造工藝資源的工藝規(guī)劃過(guò)程。因此，工藝資源是工藝設(shè)計(jì)的前提。為了實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息共享，以及實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的并行、協(xié)同工作。可構(gòu)建工藝資源的管理對(duì)象如圖3所示的模型。它把工藝數(shù)據(jù)劃分為工藝視圖、工藝BOM、工藝知識(shí)、工藝資源管理、工藝調(diào)度管理5類。

 
圖3 工藝資源的管理對(duì)象模型

工藝視圖把不同的工藝過(guò)程用各種不同的卡片、圖表表示出來(lái)。

工藝BOM是以零件或組件為主體展開(kāi)描述，一般以零件的機(jī)加王工藝為主要描述對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件加工工藝規(guī)程等相關(guān)數(shù)據(jù)的管理。

工藝知識(shí)是指進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中所運(yùn)用的各種數(shù)據(jù)、工藝和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)等的集合。包括工藝術(shù)語(yǔ)、加工方法、工藝規(guī)范、決策原則等。

工藝資源指與加工環(huán)境密切相關(guān)的一切工藝數(shù)據(jù)與知識(shí)，如機(jī)床、刀具、量具、夾具、輔具信息及與各工廠特定的工藝習(xí)慣相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或工藝規(guī)程等。

工藝調(diào)度管理按一定的排序準(zhǔn)則將規(guī)定的任務(wù)按周、日、小時(shí)具體分配給指定的工作地點(diǎn)及其設(shè)備進(jìn)行加工，確保完成生產(chǎn)計(jì)劃的要求。包括機(jī)床負(fù)荷的確定和作業(yè)排序。
2 基于接口交換方式的PDM/PLM與CAPP集成技術(shù)研究

2.1 PDM/PLM的接口交換方式

集成是PDM/PLM解決方案中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，PDMlPLM系統(tǒng)主要采用3種方式，應(yīng)用封裝方式，接口交換方式，緊密集成方式。本文根據(jù)某企業(yè)實(shí)際情況設(shè)計(jì)的基于SmarTeam的平臺(tái)式CAPP系統(tǒng)允許應(yīng)用CAPP進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，隨時(shí)便捷地查詢信息。因此，在CAPP與PDM之間必須能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向交換口氣因此就需要采用接口交換的形式來(lái)開(kāi)發(fā).

接口交換的作用是將應(yīng)用系統(tǒng)和PDM/PLM系統(tǒng)需要共享的數(shù)據(jù)模型抽取出來(lái)，意義到PDM/PLM的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型中，這樣兩者就有了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用系統(tǒng)除了有這部分共享的數(shù)據(jù)模型，還可以有自己特有的數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用系統(tǒng)本身可作為對(duì)象納入PDMlPLM系統(tǒng)環(huán)境中。其特點(diǎn)是：在應(yīng)用封裝的基礎(chǔ)上，在應(yīng)用系統(tǒng)和PDM/PLM系統(tǒng)間共享數(shù)據(jù)模型的指導(dǎo)下，通過(guò)數(shù)據(jù)交換接口，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的某些數(shù)據(jù)對(duì)象自動(dòng)創(chuàng)建到PDMlPLM系統(tǒng)中去，或從PDM/PLM系統(tǒng)中提取應(yīng)用系統(tǒng)需要的某些數(shù)據(jù)對(duì)象，使二者保持異步一致。在SmarTeam中采用如下語(yǔ)句創(chuàng)建OLE自動(dòng)化對(duì)象。

2.2 PDM系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)的集成

(1)CAPP所需的CAD信息

CAPP主要獲取CAD3個(gè)方面的數(shù)據(jù)：

a.產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息：是指CAPP獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性信息，如零件名稱、代號(hào)、材料等。
b.產(chǎn)品圖形信息：是指CAPP并能根據(jù)加工工序的要求，在CAPP軟件界面下通過(guò)一定的方式，對(duì)產(chǎn)品圖形進(jìn)行編輯、修改，生成相應(yīng)的工序圖。
c.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息：是指CAPP獲取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)信息，并對(duì)該信息進(jìn)行處理，生成相應(yīng)的產(chǎn)品工藝樹(shù)。

(2)SmarTeam與Solidworks系統(tǒng)的集成實(shí)例

以SmarTeam和Solidworks為例的PDMlPLM系統(tǒng)和三維CAD系統(tǒng)的集成功能結(jié)構(gòu)如圖4所示，以獲取產(chǎn)品如下信息。

圖4 集成功能結(jié)構(gòu)

a.自動(dòng)獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息：SmarTeam可以通過(guò)接口程序自動(dòng)提取Solidworks中產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)信息，如產(chǎn)品型號(hào)、產(chǎn)品類型、零件名稱、材料等。

b.獲取零部件圖形信息：直接查看CAD模型有兩種方式：一是以圖像方式，直接在PLM中顯示模型，該模型可被旋轉(zhuǎn)、編放、固點(diǎn)，作為選擇模型和修改的依據(jù)；二是以嵌入方式啟動(dòng)CAD系統(tǒng)，方便地進(jìn)行查看和修改等。對(duì)于三維CAD軟件，由于后者要啟動(dòng)應(yīng)用程序，占用內(nèi)存大，因此單純查看多采用第一種方式。

在PDM系統(tǒng)中啟動(dòng)三維CAD系統(tǒng)，可以利用封裝功能將CAD系統(tǒng)封裝到PDM系統(tǒng)中，這樣可以在PDM系統(tǒng)中激活CAD系統(tǒng)。

c.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息提取：利用SolidWorks和SmarTeam的API函數(shù)，在SolidWorks系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)基于PDM/PLM的客戶端程序(即在SolidWorks系統(tǒng)中集成一個(gè)SmarTeam功能菜單項(xiàng))。

通過(guò)這個(gè)害戶端程序可以實(shí)現(xiàn)在SolidWorks系統(tǒng)中直接進(jìn)行PDM/PLM操作，同時(shí)能在兩系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和消息交換。例如SolidWorks的裝配結(jié)構(gòu)能夠自動(dòng)地被提取到PDM/PLM的敬據(jù)庫(kù)中，當(dāng)一個(gè)完整的裝配體被存入SmarTeam，裝配體的裝配文件和所屬的零件、子裝配及其裝配關(guān)系也會(huì)全部存入SmarTeam.同時(shí)SmarTeam會(huì)自動(dòng)讀取每一個(gè)零件和子裝配的屬性，從而組成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。

2.3 PDM與CAPP的信息集成

(1)PDM與CAPP數(shù)據(jù)交換

基于SmarTeam的CAPP系統(tǒng)，其與PDM之間的數(shù)據(jù)交換主要有兩個(gè)方面：

a.從PDM中獲取CAPP所需要的CAD數(shù)據(jù)；
b.CAPP系統(tǒng)對(duì)CAD的零件信息進(jìn)行處理，最終生成的工藝數(shù)據(jù)和文檔在PDM中進(jìn)行保存。

(2)SmarTeam與CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換實(shí)例

以特征制造信息的提取為例，說(shuō)明用VisualBasic實(shí)現(xiàn)SmarTeam與CAD、CAPP間的數(shù)據(jù)交換的關(guān)鍵技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造離不開(kāi)信息技術(shù)的支持，CAD系統(tǒng)與PLM/PDM系統(tǒng)已經(jīng)被越來(lái)越多的企業(yè)所采用，但是作為系統(tǒng)集成橋梁的CAPP系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)、PDMlPLM系統(tǒng)的集成仍然存在許多問(wèn)題有待解決，本文研究、建立了工藝規(guī)劃中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性，并對(duì)其集成技術(shù)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)實(shí)例表明，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的合理管理與保存，能極大改善系統(tǒng)集成的效果。