企业集成环境下的CAPP系统

    
    2基于PLM建立CAPP子系统
   
    在PLM平台上建立CAPP子系统有两种思路，一种是利用PLM软件提供的集成工具和客户化工具，集成已有的商品化CAPP软件产品;另外一种是利用PLM软件的客户化功能，结合CAPP技术，全新开发一个基于PLM的CAPP子系统。以PLM系统为集成平台集成应用软件系统有三种方式可以选择:应用、接口交换和紧密集成。除了应用封装，后面两种方式都需要利用PLM系统和应用系统的客户化功能(界面定制和API)进行大量的开发，可以统称为"定制开发"。接口交换和紧密集成的区别在于能否实现数据的同步一致。经过接口交换开发的集成系统需要通过菜单、工具栏等命令方式实现数据的一致性，而紧密集成由于在系统间共享操作，可以直接实现数据的同步一致性。
   
    无论是"集成"还是"全新开发"，都各自有自己的优点和缺点，实际工作中可以根据需要和软件的特点选择合适的方法。
   
    2.1应用封装
   
    利用PLM系统的工具封装类，封装已有的成熟CAPP软件产品，使之成为PLM系统中的一个应用工具，并在PLM系统中建立"工艺文档"的数据模型，用以对产品的工艺数据进行整体管理。这样，一方面PLM系统能够自动识别、存储并管理由CAPP工具产生的工艺文档;另一方面存储的工艺文档在PLM中被激活时，可启动CAPP工具，并在其中对该文件进行编辑、修改。
   
    优点:
   
    (1)无需做大量的开发，一般只在PLM系统中做简单的配置和编程即可;
   
    (2)若企业已经实施了CAPP系统，则其中已有的数据在集成之后可用。
   
    缺点:
   
    (1)数据共享程度低。应用封装的集成方式下，PLM只能管理应用系统产生的文档整体，而无法访问其内部的数据。CAPP也难以从PLM中获取所需的产品信息。
   
    (2)难以保证工艺数据的一致性。为了保证工艺数据的一致性，CAPP一般不产生工艺文档，而是直接将工艺数据保存在数据库中冈。或者，工艺文档仅作为一种辅助的方式而存在。如果采用应用封装的模式，PLM只能管理到文档一级，从而难以保证数据的一致性。
   
    (3)存在功能重叠。商品化CAPP系统通常都会有用户管理、流程管理等功能，而这些功能正是PLM系统的强项，若仅仅是应用封装，不对这些功能进行剪裁，则会造成不必要的功能冗余。另外，应用封装也不能解决与MES,MRPII/ERP等的制造资源管理功能的重叠。
   
    2.2定制开发
   
    定制开发是比应用封装更深层次的集成方法根据其集成的程度可以分为接口交换和紧密集成两种方法。由于紧密集成实现的难度很大，仅靠软件的客户化功能无法完成，所以在实际开发过程中可以采取一种中间模式，即在共享数据(用户信息、工艺或制造BOM等)的基础上，除了利用二次开发接口进行数据交流，还可以对CAPP软件的源代码进行修改，进一步提高数据的共享程度。下面，定制开发如不特别说明指的就是这种形式。
   
    优点:
   
    (1)充分利用CAPP的功能。商品化CAPP软件产品在工艺相关的功能方面比较完备，比如工艺决策、工艺知识库的管理、工艺图表的生成等等，定制开发时可充分利用这些功能，仅仅需要根据集成的需要作少量的开发，开发周期短，风险小。
   
    (2)充分利用PLM的功能。PLM在用户管理、权限管理、文档管理和流程控制等方面具有很强的优势，定制开发时对CAPP进行改造，去掉与上述功能重叠的部分，利用PLM对相关工艺工作过程和工艺规程的整体进行管理等。
   
    与应用封装相比，定制开发式集成的一大进步是可以访问和操纵工艺规程的内部数据。大部分商品化CAPP软件为了便于维护、管理工艺数据，通常不以文档的形式保存产品的工艺数据，而是采取数据库的形式，即便有文档，也是作为辅助的形式存在(如不指明，则所指的工艺数据均是以数据库的形式存储)。定制开发后，可以通过集成接口，调用商品化CAPP软件的模块访问产品工艺规程的内部数据，如工序、工步、工装等数据。
   
    "定制开发"过程中最关键的开发是对商品化CAPP软件的改造。出于尽量利用已有功能的考虑，这种改造尽量不涉及底层的基本功能，如产品工艺数据的新建、编辑、浏览、删除、审批等。主要改造的是CAPP系统的管理模块和各种基本功能的使用方式。因此，在对商品化CAPP软件重新编码的过程中，去掉了那些与PLM系统重叠的管理功能，而用PLM系统对它进行管理，一些管理信息如用户、权限、流程等可以通过集成接口传递给集成后的CAPP子系统。再按照CAPP子系统的使用模式(新建、编辑等)将商品化CAPP软件分割成多个模块，或者开发一个模式控制模块，当在PLM系统中启动CAPP软件时，按照用户的操作(新建工艺、编辑工艺等菜单名称暗示了用户的工作模式)进行模式控制。这样定制开发后的CAPP软件完全成了PLM系统中的一个应用工具，用户要进行工艺工作，必须从登录PLM系统开始，在PLM的管理和控制下使用CAPP子系统。
   
    2.3全新开发
   
    上述方法是将已有的或者商品化CAPP软件与PLM系统集成，而有的企业则可能还没有这样的软件，此时企业可以根据需求，利用PLM的客户化功能，结合网络、数据库、知识等技术，"全新开发"一个完全基于PLM的CAPP子系统。企业可以在内部自行组织，也可以聘请具有专业CAPP开发经验，并熟悉PDM系统客户化功能的人员，进行CAPP子系统的开发。
   
    优点:
   
    (1)良好的实用性。由于是全新开发，企业可以从自身的实际情况出发，开发出来的CAPP子系统具有较好的实用性;
   
    (2)集中管理。CAPP子系统的数据和操作完全在PDM的控制之下，可以充分利用PDM的权限管理、文档管理和流程控制等功能，进行工艺数据和工艺工作流程的管理。
   
    缺点:
   
    (1)需要开发人员对PDM系统的二次开发和CAPP的开发都有深入的了解;
   
    (2)开发难度大，周期长。
   
    全新开发虽然从实际应用角度来讲是一种较为理想的方式，但是它的开发周期过长，这对于"时间就是金钱"的企业来讲是难以承受的。而且现在很多制造企业已经实施了某些商品化CAPP系统，全新开发会造成已有工作和投资的巨大浪费，这也是不能允许的。所以，从风险、成本、周期等因素综合来考虑，利用商品化CAPP系统并按实际需求进行定制开发是一种比较经济有效的方式。在作者参加的某企业Teamcenter Enterprise与CAPP Framework集成的工作中，采用的就是这种方法。
   
    3工艺数据的管理
   
    定制开发式的集成需要考虑对产品已有工艺规程的管理。因为有的企业在集成PLM和CAPP系统之前可能已经产生了大量的工艺规程，为了在集成之后仍然能够使用这些数据，则需要在PLM系统中建立起它们的管理对象。在定制开发式集成过程中，工艺规程的管理对象不同于其它应用系统的数据，如文字编辑软件产生的文本文档，CAD软件产生的工程图档。而是工艺规程在PLM中的"代表"，可以看作PLM中定制的工艺文档类，但是只记录了工艺规程编号、所属零组件编号、编制人、部门等信息。具体的工艺数据仍然存在于CAPP子系统所独立操作的工艺数据库中。两者通过工艺规程编号这个关键字建立联系。为了管理已有的工艺规程，则仅需在PLM系统中生成该工艺规程的管理对象既可，当然其中数据要与已有的工艺规程数据相符。
   
    4总结
   
    通过比较在PLM系统基础上建立CAPP系统时的几种模式，并以某制造企业的信息化系统为例，介绍了一种利用商品化CAPP产品建立企业工艺信息系统的方法-定制开发。该方法可以充分利用CAPP系统已有的功能，去掉与PLM系统重叠的功能，可以减少开发量，降低开发风险。并且可以通过集成接口，实现其它应用系统对CAPP数据的访问。上述结果能够为制造类企业建立基于PLM的CAPP子系统提供有益的参考。