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PDM/PLM/CAPP |
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基于BOM和PDM的CAPP系统设计与实现 |
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作者： |
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随着信息技术研究的深入和企业信息化建设的发展，企业相继开发实施了一系列应用软件系统，包括BOM系统、PDM系统等，这些软件在企业实施信息化初期为企业提高效率、降低成本及提高生产力水平发挥了积极作用。但随着应用软件平台的广泛应用，新问题逐渐暴露，主要表现为各系统数据库信息不能高效传递、共享和协同，难以保证数据的一致性、正确性、有效性与安全性。
工艺信息是企业生产的重要信息之一，如何能最大化发挥各系统功能，有效解决PDM、BOM系统中相关信息传递、共享，如何保证这些信息的一致性、正确性、有效性与安全性，就成了当前信息化建设迫切需要解决的问题之一。
1 解决方案
根据企业信息化实际情况，构建基于BOM和PDM系统的CAPP系统：BOM系统负责BOM信息的建立和维护；CAPP系统负责完成工艺编制、更改以及工艺数据的建立及维护；PDM系统负责工艺流程审批。同时，基于企业内部局域网，实现内网域用户与CAPP用户的统一。
1.1 CAPP系统用户与内网域用户的集成
为了满足企业信息安全需要，根据企业现有基础，对CAPP系统和内网采用统一的用户管理。CAPP系统从企业局域网获取域用户信息，通过给不同域用户定义不同的角色权限，形成CAPP系统用户。CAPP系统用户与内网域用户集成后主要有如下功能：
1）内网域用户和CAPP系统用户一一对应。当用户以某域用户登录系统后，只能登录当前域用户对应的CAPP用户；要切换用户登录CAPP系统，须先切换域用户登录操作系统。
2）采用域用户登录Windows平台后，登录CAPP系统时，首先进行内网域用户合法身份验证，若是合法域用户，则允许登录CAPP系统，否则无法登录。
3）内网域用户合法身份验证后，若是普通用户不再需要输入口令；若以系统管理员身份登录则需要口令验证。用户登录流程如图1所示。
图1 用户登录流程
1.2 CAPP系统与BOM系统的集成
CAPP系统与BOM系统集成的主要目的是为了获取BOM系统产品的BOM信息，将之导入CAPP系统形成CAPP系统进行工芝设计和生产组织的唯一数据源——产品结构树。集成后主要功能如下：
1）BOM系统负责产品BOM信息的建立和维护。
2）CAPP系统在服务器端定期自动导入BOM系统发布的BOM信息，形成产品结构树。
3）工艺人员在CAPP系统中依据产品结构树进行工艺设计。
1.2.1 CAPP与BOM集成的方案
用户以管理员身份启动CAPP系统，登录信息模型管理模块，在系统配置项（BOM Config）设置访问WebService软件的固定帐户和口令；在服务器端通过任务计划来设置CAPP自动运行时间。
在BOM系统BOM信息建立并发布后，通过WebService软件发布给中间表BOMRequest；CAPP系统通过访问中间表获取要导入的BOM信息，然后根据获取的BOM信息，通过WebService获取BOM的具体信息，生成XML文件并保存在本地硬盘；最后解析XML文件并将相关产品或零/组件信息导入CAPP系统，形成产品结构树。CAPP系统与BOM系统交互信息流程如图2所示。
图2 CAPP系统与BOM系统交互信息流程
1.2.2 中间表的建立
中间表是CAPP系统与BOM系统交互信息时使用的工具；中间表放置在CAPP数据库中。
1.3 CAPP系统与PDM系统的集成
CAPP系统与PDM系统集成的主要目的是为在CAPP系统完成工艺文件设计后，将工艺设计文件打包导入PDM系统，在PDM系统中完成工艺文件的校对、审核、批准和会签流程；同时，保证工艺数据源文件与审批文件的统一。
1.3.1 CAPP与PDM集成的具体要求
CAPP与PPD集成的具体要求如下。
1）CAPP系统负责工艺设计，PDM系统负责工艺流程审批。
2）工艺人员在CAPP系统中将编制完成的工艺文件打包并提交给PDM系统进行流程审批；同时锁定源文件。
3）PDM系统完成工艺文件审批后，将审批结果及信息反馈给CAPP系统。
4）CAPP系统根据PDM系统的反馈信息完成对工艺文件的定版或解锁等工作。
1.3.2 CAPP与PDM集成的方案
CAPP与PDM集成的方案如下。
1）工艺文件打包：工艺人员将编制完成的工艺文件（包括CXP、CATIA文件等）打包成压缩文件放在本地硬盘中。工艺文件在没有提交到PDM系统时，可进行多次打包；工艺文件上传到PDM系统成功后，打包被锁定，从而保证PDM系统与CAPP系统中工艺数据的一致性。打包成功时，生成校验码，存放在CAPP数据库中间表中。
2）工艺文件上传：工艺人员启动PDM系统，将工艺文件压缩包上传到PDM系统进行流程审批。PDM系统对压缩包进行校验，校验通过后，成功接收，同时将信息传递给CAPP系统中间库。CAPP泵统根据中间库信息锁定压缩包。
3）工艺文件审批：工艺文件在PDM系统中进行流程审批。审批人员下载工艺文件压缩包，通过文件浏览控件浏览工艺文件，并在PDM中进行文件批注；PDM系统将审批信息（审批节点状态、人员和时间等）直接写入中间库，反馈给CAPP系统。
4)工艺文件管理：CAPP系统通过WebService方式获取PDM系统反馈信息，根据反馈信息对工艺文件进行维护。审批未通过时，工艺文件自动解锁，工艺人员可在PDM系统中查看打回节点和批注信息，并可重新编辑、打包及提交工艺文件；审批通过后，工艺文件自动定版。
5）工艺文件升版：工艺人员在PDM系统中提交更改申请，申请批准后，PDM系统将更改申请信息反馈给CAPP系统中间库；CAPP系统根据反馈信息进行升版管理，若更改申请信息存在，允许升版。
CAPP与PDM系统交互信息流程如图3所示。
图3 CAPP系统与PDM系统交互信息流程
2 软件功能结构
基于BOM和PDM的CAPP系统主要由工艺规程设计模块和管理模块组成，实现了包括工艺规程设计、工艺数据统计、工艺辅助设计工具、工艺文档管理、工艺流程管理、工艺资源库管理与维护、人员权限管理，以及二次开发工具等功能。其中工艺规程设计模块主要有如下功能特点。
1）交互式工艺规程设计：在工艺规程设计模块，采用了“所见即所得”的用户界面及交互式工艺设计模式，利用信息模型驱动机制，实现数据与文档的一体化管理。用户面对数字化的工艺指令卡片界面进行信息录入，同时可方便地实现工序顺序调整、添加、删除、移动和拷贝等操作。
2）工艺资源数据快速录入：系统实现与工艺资源数据库的动态关联，由程序实现工艺指令卡片中产品图号、技术文件、原材料、工具、工艺装备和机床设备等各项内容按对应工艺知识库人工点击选取，从而避免了手工输入产生的录入错误。
3）实用工艺辅助设计工具：CAPP泵统内嵌CAXA电子图板作为绘图平台，能够实现快速绘图功能（包括各种曲线绘制、工程标注、块操作和库操作等），同时具有参数化的图库管理功能，可方便地提取各种标准件、常用工程图符号等，通过这些辅助工具可以快速实现工序图绘制。CAPP系统主要功能框图如图4所示。
图4 CAPP系统主要功能框图
在基于BOM和PDM的CAPP系统中，CAPP系统、BOM系统和PDM系统相互联系又相互独立，统一由企业信息中心负责维护和管理。
3 应用
目前，基于BOM和PDM的CAPP系统已经开发完成。系统建立在基于BOM数据管理系统之上，支持网络环境下的工艺协同设计，以工艺知识库、资源库及产品工艺数据库为核心，以交互式设计为基础，辅以多种工艺文件检索方式和工艺信息统计功能，实现了工艺规程设计与工艺文件管理的计算机化。采用CAPP系统进行工艺设计的过程如图5所示。
图5 采用CAPP进行工艺设计的过程
用户通过CAPP系统可以定期查找产品最新BOM数据并导入CAPP系统形成产品结构树，工艺人员在产品结构树基础上运用工艺辅助设计工具进行零/部件的工艺设计；工艺设计完成后提交至PDM系统中进行流程审批，审批完成的同时进行工艺设计文仵的定版和打印。通过使用基于BOM和PDM的CAPP系统，使得企业的工艺人员在提高工艺设计效率的同时，减少了出错率，从而达到缩短产品研制周期、提高企业产品竞争力的目的。
4 结语
基于BOM和PDM系统的CAPP系统是在目前企业信息化系统的基础上，充分利用企业已经实施完成的BOM系统、PDM系统成果，以及企业实际工艺审批流程，建立符合企业工艺设计与流程审批需要的CAPP系统，实现对企业工艺信息的有效管理，满足企业对数据安全性的需求，同时，为目前制造企业中普遍存在的信息“孤岛”问题，提供一种有效的解决途径。(end)
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(4/1/2012) |
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