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PDM/PLM/CAPP |
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基于SmarTeam的CAPP系统研究与应用 |
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作者：胡本峰 郭伟伟 黄芳 |
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引言
计算机辅助工艺设计(CAPP)系统的研究和开发始终是制造业自动化领域的一个重要方向，CAPP不仅是CIMS，信息集成的关键，CAPP也是各子系统之间功能协调的纽带，囚此，对CAPP系统的研究与开发一直受到制造业的关注目前国内的CAPP系统大多将功能局限在设计和输出工艺文件的狭小范围内，缺乏工艺活动的组织和控制，同时也很难做到工艺信息在企业内部的合理流动nru企业的工艺部门对工艺数据管理的要求迫切需要具备较强的数据管理控制功能，即要求cAPP系统不仅作为工艺的设计平台，还要管理工艺部门的所有数据。
产品数据管理PDM技术的兴起为产品的开发和制造提供了一个并行的协作环境，PDM系统是管理所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的系统，具有完善的数据管理控制机制和工作流程控制机制与PDM集成的CAPP系统可以充分利用PDM系统的强大功能，弥补CAPP系统适应性差、系统重用性差、扩展性差和集成性差等缺点，实现工艺设计过程的控制和并行工程。
本文结合航空设计院某厂的企业整体集成管理系统，针对SmarTeam这一具体的PDM企业级产品，在其集成框架上进行了集成化CAPP系统的开发，实现了与CAD,CAM}ERP等系统的无缝集成。
1、基于SmarTeam的CAPP框架系统
SmarTeam是一个基于Windows的、可用户化的产品数据管理软件系统，为企业提供了从工作组级到企业级乃至于供应链级的全面解决方案SmarTeam采用的是开放的、支持多个CAD平台的战略，代表了新一代的产品数据管理系统但是，尽管SmarTeam已经提供了较强的产品信息管理功能，如果要直接应用到企业中，必须经过一定的定制，以符合企业的实际需求。
根据SmarTeam提供的产品信息管理功能，针对企业的实际需求，CAPP系统}要针对以下需求进行开发:
1)工艺卡片的编制、修改、删除;
2)工艺信息的管理;
3)工艺流程的控制;
4)制造信息树的创建;
5)工艺数据的传递;
6)工艺文件的生成与输出;
7)工艺基础数据库的建立及使用维护
根据企业的实际情祝，本文提出了基于对SmarTeam的CAPP系统集成框架图，如图1所示。系统中CAD应用Solidworks和AutoCAD,CAM为CAMWORKS,CAE选用COSMOS,ERP四班ERP。从图l可以看出，SmarTeam作为系统平台，统一管理CAD与CAPP系统产生的数据;BOM是系统集成的桥梁,CAPP系统通过不同的BOM，将CAD系统和ERP系统集成在一起，系统之间不再进行数据的直接传递，CAPP是通过SmarTeam进行数据交换和实现数据共享这样也方便了在工艺设计时的信息查询。
图1
2、CAPP系统功能模块及实现方法
为了使CAPP系统提高实用性，运用模块化理论对CAPP系统进行功能分析功能模块划分的层次高低是否合理对系统的实用性、柔性以及功能模块的通用化程度和成本都有很大影响本系统根据功能独立的原则对系统总体功能划分为以下儿个模块(图2是CAPP系统各模块之间的关系)。
图2
2.1创建产品设计信息树
将企业现有的自制件、外购件、标准件的产品目录清中自动导入到SmarTeam数据库中，并根据产品零部件之间的结构层次关系，自动构造产品设计信息树该功能模块具有良好的性能，只要产品具有唯一的标识信息(如产品编码)，均应用该模块将数据导入到SmarTeam中，可以分多次地导入产品目录清单中的数据。模块与SmarTeam的接口是TreeInput Interface。
2.2创建产品制造信息树
同步产品设计信息树和产品制造信息树，即产品设计信息树和产品制造信息树具有相同的产品零部件节点结构信息。该模块具有良好的性能，能将产品设计信息树中的信息复制到产品制造信息树下，并同时构造一个结构完全一致的产品制造信息树。模块与SmarTeam的接口是TreeCopy Interface
2.3工艺附图的编辑
自动为用户打开AutoCAD二维绘图环境，调用相应零部件的设计工程图，同时过滤掉工艺草图中不需要的标注尺寸与中心线等。其它对与工艺草图的操作全部在AutoCAD环境下完成。该模块具有良好的性能，提供对AutoCAD的集成功能，使对于工程图的操作完全转移到AutoCAD下来完成，优化了CAPP系统的结构。模块与SmarTeam的接口是ACADInterface。
2.4数据库的链接
将工艺基础数据库、物料库、资源库等数据库链接，达到数据信息选取的目的，实现了信息的一致与共享。该模块具有良好的性能，完全可以实现信息的实时提取，保证了信息的准确、实时、一致、共享等。模块4与SmarTeam的接口是(dbconn)。
2.5BOM统计与输出
从狭义上理解BOM就是材料清单，不同产品生产的工艺流程不同，因此必须考虑工艺流程，这样才能得出和实际生产相符的BOM。由于BOM是系统集成的桥梁，该模块将统计各类BOM，并以适当的文件格式输出。
2.6工艺卡片输出
该模块的功能是把所要打印的工艺规程以工艺文件的形式输出到屏幕上预览或通过输出设备打印出来，以形成纸上工艺文件，供生产现场使用。用户可以很直观及时地了解到各类工艺信息，极大地提高了企业管理效率。
3、CAPP系统与SmarTeam的集成
对于一个商品化的系统来说，往往无法考虑到每个用户的具体使用需要，用户根据自身的特点，会有很多自身的特殊功能要求，所以PDM系统的开放性就成了很关键的一项内容。SmarTeam系统通过提供一个强大二次开发包(AYl编程接口)给用户，让用户根据自己的要求，开发出能与SmarTeam系统集成工作的实用功能，以解决用户所面临的特殊问题，或者开发一些SmarTeam标准功能以外的一些实用程序，以扩展SmarTeam的功能，更好地适应用户的应用环境。
本系统根据SmarTeam提供的一组COM AYl函数，遵循COM规范，以VB为开发工具进行编程由于企业产品的特殊性，凶一先通过程序实现将SmarTeam，如图3所小设计信息树中的部分数据生成制造信息树，然后再将制造信息树的信息导入到CAPP系统中，同时将CAPP系统中的工艺数据存入到SmarTeam系统的数据库中，从而实现了数据的交互与共享。
图3
在CAPP系统与SmarTeam集成时所需要解决的关键技术}要包括以下儿点:
(1)产品结构树的复制，指CAPP系统能够实时获取SmarTeam，的产品结构树信息。并生成自己的工艺设计结构树(即制造信息树)，工艺编制人员可以根据制造信息树进行工艺的编制工作。
(2)产品设计信息的集成，指CAPP系统可以自动提取SmarTeam，零件的有关设计信息，如产品型号、产品名称、零件名称、零件代号等信息，提取给工艺人员使用，这部分功能是通过接口程序实现的。
(3)CAPP系统与CAD的集成，指工艺人员可以在CAD环境下完成工艺附图的创建与修改等功能，同时提供在CAPP系统环境下对工艺附图的浏览功能，使工艺人员可以参照零件设计图来编制零件的相关工艺。
(4)BOM数据的集成，指设计BOM与制造BOM数据的共享与信息的统一，由于设计信息树与制造信息树采用相同的产品节点信息结构，所以可以利用系统提供的查询与统计功能实现产品节点信息的统计与产品节点信息及节点工艺信息的同时统计。
4、结束语
本文根据SmarTeam提供的COM API函数，用VB作为开发工具，提出了基于SmarTeam的CAPP系统，使工艺数据库和产品数据库共享，实现了CAD/CAPP/PDM的集成。本系统经航空设计院某厂一段时间的运行，验证了系统的可靠性，从而推进了基于PDM的CAPP实用化进程，同时也增强了企业的竞争力。(end)
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(1/1/2008) |
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