基于PDM系统集成的气动钉枪工业设计系统 - 文章

基于PDM系统集成的气动钉枪工业设计系统

作者：陈雁李俊源彭伟

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随着经济的发展和轻工业行业的迅速崛起，家电业、家具制造业、运输工具(包括滑板车、电动自行车、摩托车等代步工具)装配制造业以及汽车修理等行业对气动工具的需求急剧增加。传统的家装市场也越来越多的依赖于使用气动工具。本文研究的对象气动钉枪作为一种典型的冲击式气动工具，特别适合于要求精细和负载力较大的重复操作场合。由于计算机技术的不断成熟，自20世纪90年代以来，CAx(CAID，CAD．CAPP，CAM和CAE)技术得到了迅猛发展，在气动钉枪的工业设计中形成了信息孤岛，并且，工业设计对设计师的经验、敏感度、悟性等依赖性极强…，使得对工业设计所产生的数据进行管理成为企业发展的1个瓶颈。有效地组织管理这些数据不仅对气动钉枪工业设计乃至对其他产品的工业设计来说都是可以借鉴的。目前，随着数据库技术及信息管理系统的发展。PDM系统得到了广泛的应用，PDM即产品数据管理(Product Data Management)是一项新的管理思想和技术。它是一门用来管理所有与产品相关信息(通常包括几何数据、工程图纸、项目计划、公文文件、技术文件、产品标准、装配图纸、产品协议、分析结果、物料清单、有关工程修改的信息等等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。凡是最终可以转换成计算机描述和存储的数据，它几乎都可以加以实现，从而为工业设计系统与PDM集成提供了条件。PDM将各个CAx信息化孤岛集成起来．为协同产品设计提供数据支持平台，统一管理各种数据库．以保证数据在任何时刻的统一性、完整性和版本的正确性。因此，从长远看．工业设计也必须走信息集成的道路。研究开发基于PDM集成的气动钉枪工业设计系统，然后在此系统平台的基础上开发各种工业设计工具，将各种设计工具所产生的数据纳入到PDM进行管理，是目前气动工具企业开展工业设计切实有效的途径，同时也是企业信息集成工程必不可少的一部分。

1 基于PDM集成的气动钉枪工业设计系统模型

以气动钉枪工业设计为背景，将总系统设计为1个通用系统。工业设计系统为1个独立的系统，可单独完成全部功能。当与PDM系统进行数据交换时，采用接口集成的方式，工业设计系统和PDM系统可通过接口，实现对产品信息数据和工业设计数据的交换和共享，目前只考虑对工业设计经验信息的共享。本系统包括3个子系统：工业设计子系统、接口控制子系统和PDM子系统。总系统模型如图1所示。

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图1 总系统模型图

2 系统的总体功能框架

系统总体功能框架如图2所示。PDM系统提供了完整的产品结构配置信息、组部件信息、图档管理信息。接口管理系统采用COM技术，设计成COM代码组件，针对不同的PDM系统或。CAX系统开发的不同的接口组件，从而可实现与各种PDM系统和其他CAX系统的数据集成与共享。总系统将设计1个PDM系统．并提供工业设计系统和与此PDM系统集成的接口组件。工业设计系统负责提供可视化的工业设计信息管理。它是1个开放性的信息系统平台，根据实际需要，可在此信息平台上进行功能扩展，从而逐步实现工业设计的信息化、自动化。系统解决底层数据的存储和数据的安全问题，并为系统提供数据服务。

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图2 系统总体功能框架图

3 各子系统功能模块的功能分析

3．1 工业设计子系统

工业设计子系统是整个系统的核心部分，是直接面向设计人员进行交互的模块。考虑到设计人员使用方便．应尽可能地提供可视化、易操作的工具软件。另外．考虑到此后系统功能的扩展需要，系统不应仅仅是各种工具软件的简单组合，而应是具有可扩展性的信息平台，可在此平台的基础上进行功能扩展，使系统功能逐步完善。

工业设计子系统的功能结构如图3所示。

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图3 工业设计平台功能框架图

3．2 接口子系统

接口子系统负责管理PDM子系统与工业设计平台的数据交换与共享．包括：接口协议管理、接口数据管理、产品数据交互管理和可靠性数据交互管理。接口子系统的功能框架如图4所示。

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图4 接口管理系统功能框架图

3．3 PDM子系统

标准PDM系统可以提供完整的产品数据管理功能．是一个庞大复杂的信息系统。要实现与标准PDM系统的集成，将涉及到大量的细节问愿，而根据实际情况的不同，实现起来也有所不同。因此，从方便研究的角度出发．需开发1个简易的PDM系统。此简易PDM系统的作用仅仅是为了模拟验证系统集成的可行性及实现方法，它的功能只包括对部分产品数据信息的管理，这部分产品数据就是工业设计系统需要PDM系统为其提供的数据。

PDM子系统的功能框架如图5所示。

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图5 PDM子系统功能框架图

4 PDM集成环境下的工业设计

由于工业设计过程既有大量创造性的感性的工作，又有许多严谨的理性工作，还牵扯到企业不同部门、不同工作人员的协作问胚，纷繁复杂。由此会产生数据混乱，经验数据不能及时共享等弊端，而在系统集成环境下，这些问题都能得到解决。可以通过工业设计系统向接口系统发送指令．向PDM系统查询通过接口系统从PDM取得历史数据，然后根据历史数据进行工业设计；若无历史数据，则进行全新设计。设计完成后输出保存指令，返回PDM进行存储。

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图6 PDM集成环境下工业设计流程图

5 实例

以某型号气动钉枪为例，进行说明。打开工业设计系统，进入布局设计界面，如图7所示。根据主键"方案名称"．可以从PDM系统查询是否有经验数据：若有则依据经验数据进行设计；若无，则进行全新设计。点击方案结果保存，布局设计结果转化为word文档，通过接口系统输入到PDM系统保存。

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图7 布局设计界面

6 结论

产品数据管理技术是1种面向并行工程、有效实现CAID／CAD／CAE／CAPP／CAM等单项技术的集成技术，也是1种管理理念，它是制造型企业设计信息集成的核心。工业设计作为产品开发中不可或缺的重要部分，也存在着与其他应用系统的数据交换和共享问题。研究开发PDM集成的工业设计平台，不仅可以大大提高工业设计的效率，也是提升企业信息化水平的必要手段。

本文以理论为指导，提出基于PDM集成的工业设计系统的解决方案及系统的详细设计。同时将COM组件技术应用于接口设计，可针对不同的PDM系统或应用系统开发不同的接口组件。使系统具有更强的兼容性和可扩展性。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/11/2009)


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