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CAPP与PDM集成应用技术与内容探讨

2017/12/21    来源:互联网    作者:张兴舜  王翠芝  南朋涛  杨瑞朋  解家奎      
关键字:CAPP  PDM  集成模型  
分析介绍了CAPP与PDM集成应用对企业的重要意义,对CAPP与PDM的集成模型、交互信息与集成实现方式进行了探讨,最后对集成及实施做出总结。

0 引言

    CAPP在制造业领域取得了广泛应用,成为企业工艺设计不可或缺的一部分。近年来,随着产品订单的小批量、多样化需求的变化,企业的更新设计和产品管控能力面临更高的要求。在制造企业内,CAD、CAPP和CAM构成了企业生产的主要应用系统,它们往往是分时期,分阶段投入使用。由于各个系统功能立足点的不同,它们应用于企业的不同部门,系统之间很难形成及时有效的联系,在处理突发事件,重新组织生产方面往往心有余而力不足。CAPP作为CAD和CAM的中间桥梁,是上下游信息传递的中转站,CAPP数据的管理对整个生产链而言是非常关键的。为了在企业内部实现系统间信息的无缝对接,及时做出决策,提高生产效率,急需要一个平台能够对产品所有生产环节的数据进行采集和互通互用。

    PDM系统的诞生有效解决了产品数据管理的难题,PDM为CAD/CAPP/CAM系统集成和信息的传递提供了必需的支撑环境,通过将各个信息系统集成,构建虚拟产品模型,形成产品信息、生产过程信息的描述及数据管理。本文从企业生产流程角度分析了CAPP信息交互的重要性,对CAPP与PDM的集成应用进行了探讨。

1 CAPP/PDM集成应用的意义

    企业生产流程如图1所示,当接收到订单信息后,进入设计与工艺规划阶段,然后根据设计及工艺需要,进行备料、刀具、机床等生产准备,一般会先试产,再进入正常制造生产过程,一般而言,产品相关信息传递是单向的,由上游部门逐级进入下级部门,当在生产中的某个阶段出现错误,才会反馈到上游部门,进行工艺或设计等的调整,重新组织生产。该生产流程中,部门间信息传递流畅是生产顺利进行的保障,其中CAPP和CAD系统信息双向传递非常关键,据统计产品制造成本的80%是由设计阶段所决定的,可见系统信息集成的重要性。一般而言CAPP是按批量设计工艺的,如果CAPP承接的设计和制造环节出现问题或受到外部因素干扰,需要及时进行信息沟通,才能进行快速调整,保障生产进度。

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    图1 企业生产流程

    CAPP的应用意义不止体现在工艺设计上,还体现在与CAD、CAM信息联系的紧密程度,通过实时的信息获取调整工作安排,有利于提高整个生产过程的协同性。将CAD、CAPP、CAM与PDM集成,能够保障各系统信息获取的实时性,同时PDM提供完善的数据管理和流程控制功能,依托于PDM的集成平台,CAPP系统能够实现工艺过程控制和并行工程,提高工艺设计水平,减少后续环节出现的问题。

2 PDM系统集成模型

    PDM系统集成框架是以数据库和网络技术为支撑形成的,如图2所示,PDM系统集成模型分4层结构,分别为界面层、功能层、集成框架层和系统层。其中,界面层向用户提供交互式的图形界面,例如浏览界面、菜单、对话框等,支持命令的操作和信息的输入输出;功能层根据用户的需求进行开发,一般包括图档管理、产品结构管理、零件分类检索等功能;集成框架层底层与数据库等集成,上层与CAD、CAPP、CAM集成,是集成的核心部分;系统层提供数据库与操作系统为支撑。CAPP与PDM的集成离不开CAD、CAM等子系统的集成,因为CAPP信息的获取及传递与它们有密切关系,通过对各个系统的集成才能达到对产品全生命周期信息管理的目的。

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    图2 系统集成模型

3 CAPP与PDM的信息交互

    从数据来源来看,CAPP从PDM获取的数据主要分为两种:产品信息,包括产品名称、数量、型号、规格、性能等产品属性信息及产品或相关部件装配图等;零件信息,包括零件名称、材料、净重等属性信息和功能、几何形状、尺寸、精度等特征。此外,在工艺设计过程中涉及到的信息,如零件特征信息的描述,设计标准及设计规范等,由于人员描述习惯及设计思路的差异,会造成数据的多样性。为了解决此类问题,将这些数据交由工艺设计过程处理,能够确保下游系统接收到的产品信息是一致的,同时CAPP内部数据得到共享,提高了设计效率。

    CAPP的输出则有工艺路线、工序内容、材料定额和工时定额等。CAPP与PDM之间会根据工艺设计数据,设定审批流程,根据需要输出统一格式的工艺文档。

4 CAPP与PDM的集成实现

    CAPP与PDM的集成方式分为:封装性集成、数据库集成、中间件集成三种。封装性集成只能做到CAPP的工艺文件交由PDM管理,而工艺设计过程中PDM的数据无法动态传递到CAPP;数据库集成是指CAPP与PDM共用一个数据库,集成度高,能够保障CAPP与其他子系统数据的一致性,但实现集成比较困难;中间件集成是建立在CAPP与PDM有各自的数据库基础上,通过中间接□实现双向集成。具体选用哪种方式集成,应结合企业的实际情况来决定,下面仅对中间件集成的具体实现方式进行说明。

    很多PDM系统如Windchill、SmarTeam等都会提供接□,通过编程可选择性的将PDM中的数据导入到CAPP中,CAPP主要需要的是设计图纸、零件图档信息和产品BOM信息,而对于一些标准件等固定信息则不需要导入到CAPP,对于其他子系统同样如此,明确子系统的输入信息和输出信息,是进行集成的前提工作。

5 总结

    CAPP与PDM的集成,从设计源头加强了对产品的管控,是企业推进信息化、实现并行工程的重要环节。CAPP与PDM集成方案的实施,与企业自身情况密切相关,要立足于企业,分析现有系统,明确需求,反复论证技术方案,制定实施计划,最终形成企业内部高效的信息化集成,助力企业进一步发展。

责任编辑:张纯子
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