Extreme DNC的集成应用 - 文章

Extreme DNC的集成应用

作者：航天火工技术研究所张新伟

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Extreme DNC网络群控软件可为企业解决数控设备内存有限、数据传输衰减大、可传距离短、程序难以共享、DNC断刀点续传等问题，但作为企业的整体系统，还需要将其与Extreme DNC的管理范围有机地结合起来。对此感兴趣的读者，请走进本应用案例。

一、引言

随着现代制造技术的发展，已经有相当数量的企业利用了CAM技术。但是，CAM技术并不能解决自动编程后程序如何传输的问题。而CAM的副产品——超大程序的传输却面临着信号衰减率高、断刀处续传等问题，在很大的程度上影响我们应用的效率。因此，解决以上问题的网络DNC群控技术得到了越来越多企业的认可。

当前，以Extreme DNC等为代表的网络DNC群控技术得到了逐步的推广和应用，但是网络DNC群控系统只是一个数控设备的局部系统，如何将网络DNC群控集成纳入企业整体的PDM系统，进一步提高管理效率，还需要各相关部门的紧密协调，还需要应用网络技术、数据库技术、工作流技术等多项技术。

二、网络DNC群控后的需求分析

航天火工技术研究所的产品特点是多品种、小批量和精度高，在应用了Extreme DNC网络群控软件后，解决了长期以来存在的数控设备内存不足、数据传输衰减大、断刀点无法续传等问题，大大提高了产品生产效率。但这仅仅完成了初步的应用，我们至少还有两个工作需要开展。首先，在现有应用的基础上，将Extreme DNC所管理的程序规范化、标准化，获得情报档案部门和质量部门的无纸化认证，通过PDM系统将Extreme DNC所管理的程序进行集成管理。其次，EXtremeDNC是一个功能强大的多层次多模块的企业数控设备管理系统，在DNC网络的基础上，还可以实现设备实时监控和现场数据采集和反馈。我们将在前面基础上继续扩展系统的功能，进一步集成纳入到PDM系统，形成具有航天火工技术研究所特色的自动化生产制造管理系统。

根据分步实施的原则，当前实施的重点在于Extreme DNC所管理程序与PDM的集成。

三、系统集成的有效性认证准备

企业应用PDM进行产品数据管理的目的，最基本的就是与产品相关的各类图档、文档和程序等资料的集成与管理，在管理中保证所有相关电子文档处于最新的版本状态，并可以进行文档的发放、更改、流转和版本管理。这里主要涉及技术系统本身、情报档案处与质量标准处等业务部门。内部的流程设置较容易协调，容易取得一致，而情报档案部门和质量标准部门均需要严格的程序文件，对系统的应用就提出了需要规范的要求。当前由于应用范围比较狭小，这方面的规范和标准并没有统一。如果应用纸质的管理方式，只能将程序打印出来，再到相关部门签署后归档到情报档案处。更改、应用时将纸质程序重新录入数控内存，完全是多此一举，并且有悖于我们应用DNC群控软件规范管理数控程序的初衷。因此，为达到数控程序的有效运行，必须进行管理方式的有效性认证，保证该管理方式得到相关部门，如情报档案部门和质量标准部门等的认可。这也就是我们在集成前所必须做的准备工作。

1. 数控程序归档办法简介

航天火工技术研究所根据《航天档案管理标准汇编》、《中华人民共和国国家标准：CAD电子文件光盘存储、归档与管理要求》等标准，根据企业的应用状况制定了《数控机床加工语言程序归档暂行规定》，作为数控程序无纸化的依据。

“规定”共分为六章。第一章是总则，主要是给出引用标准、定义相关术语等；第二章是各部门权责，规定数控兼职档案员应定期整理PDM系统的电子文档，保证其完整性和可追溯性，IT管理部门负责检查、鉴定归档文件的有效性，并指导与之配套的软、硬件平台同时归档，情报档案部门负责其整理、编辑、保管和利用；第三章是收集、积累与整理，主要是指导数控机床应用单位对PDM系统中积累的程序分类整理、刻盘以及相关的对应用部门的规范性要求；第四章为鉴定与检查，主要规定对归档光盘的鉴定与检查内容及相关规范；第五章为归档和管理，主要是归档内容的规定和移交验收的规定，光盘标签、档号等编码规则、保存环境条件、检查周期及内容、档案统计、销毁等有关归档和管理项目规定；第六章为利用，主要是对程序查阅的权限按不同类型人员进行不同设置的规定。

2. 数控程序网络管理企业标准的制定

企业要获得ISO9000等质量认证，必须在各方面都有自己的程序文件，对与产品生产直接相关的数控加工程序尤其如此。根据这项要求，我们将原有的企标《数控机械加工语言程序的编制及使用管理规定》改为《数控机械加工语言程序网络管理规定》。主要区别是取消了原标准中数控机械加工程序的纸质归档管理规定，代之以新标准的电子网络管理规定。

新标准分为四个部分：(1)范围：规定适用范围以保障管理的正确性、有效性和可追溯性；(2)术语和定义：主要定义了“数控机械加工”、“语言程序”、“语言程序编制”、“数控网络通讯”、“归档程序”、“非归档程序”和“复杂程序”等相关术语；(3)语言程序网络管理规定：包括语言程序(归档、非归档及复杂程序)的编制，语言程序的归档范围、网络签署和归档方式，语言程序的输入和校对，语言程序的鉴定以及归档程序的现场修正跟踪，以及更改后的归档规定等；(4)其他要求：主要是相关管理表格编制和归档要求。

四、与PDM系统的集成

在完成了对电子归档的有效性认证以后，我们对于Extreme DNC在PDM中如何管理和集成才会有一个明确的应用办法。

下面介绍Extreme DNC与航天火工技术研究所应用的PDM(神舟软件的ReachPDM2.5)进行集成的情况。由于Extreme DNC支持OLE技术，而且其管理的程序为纯文本格式，给数控程序的调用、快速浏览、管理等带来了极大的方便。

1. 数控程序的简易管理

在DNC软件设置的收件箱中，建立Excel管理表格，建立程序与零件工序的对应关系，利用Excel的快速查询和筛选功能进行程序的快速定位。

刀具情况和加工时间的内容非常多，可将其做成TXT文件，再利用超级链接技术进行快速查询。

在与PDM集成的论证阶段，航天火工技术研究所主要就采取这种简易的方式进行数控程序的管理，完全可以做到程序规范和有序，同样可以快速查询。其缺点是没有版本管理、流程化签署等PDM特有的管理方式。但只要按制度认真管理，一样可以保证程序的有效性。

2. 与PDM系统的集成

PDM系统通过采用产品设计制造的过程模型、框架结构式的统一集成平台、工程数据管理及分布式计算机网络环境等先进技术，将产品的性能分析、设计、制造和管理等多个环节，在企业内部Intranet网络环境下，实现异种计算机硬件设备和应用(软件)资源的有机集成。

如图1所示，在PDM框架下，航天火工技术研究所的CAD/CAM/DNC系统得到了有机的集成，可实现协同设计与制造。设计部门的三维CAD实体造型，首先向PDM系统管理员提交调用权限，通过PDM的无纸化签署保证其版本的有效性和可用性，工艺部门指定的工艺员可在PDM分配的权限范围内进行CAD调用，提前了解设计意图，构思工艺路线。在CAD图样的PDM会签完成后，工艺员调用PDM中CAD图样的有效版本，应用CAM产生数控加工程序并通过PDM进行管理。经PDM会签后，数控程序成为有效程序，才能传入DNC服务器中。在DNC服务器中的程序，通过与PDM的联动管理保证其有效性。而DNC服务器与数控设备的双向通信是DNC群控系统本身就具备的强大功能。这样，CAD/CAM/DNC等相互联系的系统通过PDM的统一框架集成为一个统一的整体，充分发挥系统整体协同的效率。

图1 CAD/CAM/DNC在PDM框架下集成示意图

在Extreme DNC的应用中，数控设备调用的程序均存储在DNC服务器中。而PDM服务器则是管理着整体系统的服务器。如何将Extreme DNC服务器上的程序集成到另一个服务器上呢？ReachPDM的版本管理功能为我们解决了这一个问题。PDM的版本管理，在程序更改时，就要求将PDM系统中的程序版本捡出到指定位置，我们正好可以把此指定位置设置为一个虚拟盘(指针指向Extreme DNC的存储位置，此位置应用系统自身的权限控制用户访问)。这一方面保证了多人并行对一个版本的文档进行操作；另一方面，直接对指定位置操作，保证了程序在Extreme DNC服务器上保持最新状态。另外，由于数控程序存放在不同机房位置的服务器中，信息的安全性大大提高。

在PDM系统的设置上，主要是对数控程序的制定、签署、更改、发放和版本管理等，PDM程序签署管理流程如图2所示。

本流程是航天火工技术研究所根据自身情况设置的，每一个节点均设置相应的人员和权限。具备权限的人员可以进行签署意见、退回到前面节点等工作。由于每个人在进入PDM系统时由系统进行了身份认证，因此每个人的每一个操作均会记录到系统日志中，并可随时取出或打印，因此整个无纸化签署是有效的。

3. 全面基于数据库的管理

Extreme DNC是一个功能强大的多层次多模块的企业数控设备管理系统，在DNC网络的基础上，还可以实现设备实时监控和现场数据采集和反馈。在Extreme DNC的数据库管理中，还可以设定其他字段，如日加工数量、合格数、废品数等进行数据库管理，分析程序效率和监控计划执行，并将其集成纳入到企业的ERP生产管理系统中。

五、解决的问题和实施效果

1.系统集成，避免孤岛

由于企业产品的多品种、小批量和高精度，对制造技术提出了很高的要求。该项目通过从几个方面的信息化应用环境的建设及系统应用，从整体上进一步提高企业的设计制造能力。以信息集成的方式实现设计、制造一体化，避免不同信息系统分别应用而形成的“信息孤岛”现象。

2.信息共享，网络协同

该项目分别应用不同的三维CAD、CAM和DNC系统，实现了整个局域网内不同权限控制下的信息共享和网络协同。针对关键件和重要件进行以知识管理为基础的智能化应用，尽力发掘出当前已应用软件的应用潜力。应用航天自主设计开发的PDM系统，使系统实现可扩展性和安全保密性的结合。

3.流程优化，管理创新

技术的进步必然推动管理的创新。信息化设计制造集成系统的应用，要求工厂的管理模式随之改变，管理的流程需要进行改进和创新以适应集成化的要求，通过优化和重组以适应柔性制造的要求。原有落后的基于手工管理模式的方法和制度自然地被淘汰，取而代之的是全新、高效、适应企业实际的程序和过程。

4.实施效果

通过Extreme DNC与PDM的集成，在对多种不同机床的程序统一规范管理方面，改变了以往管理混乱的局面，促进了企业的生产管理制度的完善。通过对所有数控程序实现无纸化签署，规范了数控设备的管理，提高了数控加工的快速反应能力，使信息在权限控制实现了有限共享，从整体上提高了企业的生产效率。

六、结论

作为以“效率”和“速度”为核心的现代制造企业，尤其是存在大量数控程序(其中有部分大容量程序)的多品种、小批量产品的企业，不仅需要CAM技术辅助加工，更需要网络DNC群控技术实现多数控设备的网络化管理，实现高效、高速、低衰减率和低误码率的远程双向程序传输，以简化工人操作程序，减少程序录入失误率，规范数控程序的管理，使企业制造效率得到进一步提高。

而Extreme DNC的网络化，正好为DNC管理的程序集成纳入企业的整体系统(PDM/ERP)提供了有利条件。通过整体系统的集成，进一步将企业各部门有机联系在一起，进而提高企业的整体战斗力。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/3/2004)


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