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基于AVIDM的CAPP集成系统研究与实施

2007/11/2    来源:万方数据    作者:郭永辉  莫蓉  杨玉红  常智勇  杨海成      
关键字:PDM  AVIDM  CAPP  系统集成  
提出基于PDM系统AVIDM的CAPP集成系统的总体框架,探讨了AVIUM与CAPP系统集成的关键技术,并重点阐述了在某航天单位,针对某典型部件的设计制造特点和工作流程进行了有效实施。通过用户及权限管理和各种系统全措施,实现了对工艺数据的安全控制;实现了基于AVIDM的工艺规程创建、编辑、删除、审批及设备汇总等。通过AVIDM与CAPP的信息共享和集成,提高了信息的重用性、准确性和一致性,实现了工艺部门与产品设计之间的协同,减少了重复性劳动,提高了工作效率。

0引言

    企业在设计和生产过程中使用CAD/CAM/CAE/CAPP等单元计算机辅助技术已经日益成熟,但各自动化单元自成体系,彼此之间缺少有效的信息沟通与协调,实现信息的有序管理将成为它们在未来的竞争中保持领先地位的关键因素。产品数据管理FDM正是在这一背景下产生的新的管理思想和技术,PDM是以软件技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理技术。PDM的核心思想是数据共享、人员协同和过程优化,是企业信息集成和协同产品开发的平台。
    在现代机械制造企业中,企业的工艺数据是产品数据的重要组成部分,也是企业各种信息的汇集处。随着企业信息化的发展,企业的工艺部门对工艺数据管理的要求逐渐提高,迫切需要CAPP系统具备较强的数据管理控制功能,即不仅作为工艺的设计平台,还要管理工艺部门的所有数据。然而当前的CAPP系统在工艺设计与更改流程控制、版本控制、产品结构配置、图档管理和安全性等方面存在些问题,而PDM系统在更改流程控制、版木控制、产品结构配置、图档管理和安全性等方面比较完善,因此,可基于PDM进行CAPP系统集成,实现对工艺数据进行有效管理和控制,以提高工艺设计与管理的质量和效率,实现工艺设计数字化、规范化、标准化、网络化,提高工艺设计质量,缩短工艺设计周期,使得工艺数据和管理能够真正融人到企业数据仓库中,建立协同式产品开发环境。
    本文针对北京神舟软件产品数据管理系统AVIDM和陕西金叶西工大软件CAPP系统CAPP Framework的集成中的关键技术,面向企业需求,结合各自软件的架构特点,提出了一种合理的集成模式,并对其中的关键技术和解决方法进行了研究,此外对某航天企业进行了有效实施,实现了设计部门与工艺部门之间的协同,减少了重复性劳动,提高了工作效率。

1基于AVIDM的CAPP集成系统总体框架

    如何有效地进行CAPP与PDM的系统集成一直是研究的热点。不同的集成方式,对系统之间的数据传输、信息共享等有重大影响.目前CAPP系统与PDM系统的集成方式大致有三种:
    ①封装性集成:封装性集成是指CAPP系统同PDM系统只是简单地通过操作系统的文件进行关联,只能做到工艺文件交由PDM系统进行管理,而工艺设计进行中PDM的数据是无法动态实时传递给CAPP系统的。
    ②数据库集成:数据库集成是指通过共享数据库数据来实现数据的存储、传递,即PDM与CAPP共用一个数据库,这在工艺信息的唯一性上实现了高度集成,但是也影响了工艺数据访问的安全性,集成难度较大,而且FDM或CAPP系统的升级都会影响到整个系统的运行,造成系统的维护代价太大。
    ③中间件集成:由于PDM和CAPP各自具有独立的数据库,所以中间件集成是指通过一个中间文件(XML文件),将PDM的数据导人到CAPP进行工艺设计,或者从CAPP将工艺数据导出到YDM进行处理,实现数据间的双向集成,其操作可以灵活地在PDM或者CAPP平台日左行。这种集成当系统升级时影响面比较小,便于系统的维护。
    为了使得CAPP Framework编制工具中所产生的工艺文件能够进人AVIDM中进行浏览、修改和审批,使得AVIDM能够正确提取CAPP Framework文件中相关的工艺信息,产品结构树在两个系统中能够互导(导人导出),同时为了充分利用AVIDM强人的数据安全保障机制,保证丁艺数据访问的安全性,本文以中间件集成方式实现了上述两个系统的有效集成。
    AVIDM与(CAPP Framework)系统集成采用以单一产品数据源为核心,以数据集成为基础的集成方式,以AVIDM作为系统集成的平台,CAPP Framework作为工艺文件编制和工艺数据操作的运行环境,即AVIDM负责管理用户及权限、产品结构、工艺文件的审批及其流程控制等,主要是向产品设计人员和工艺设计人员提供一个公共的平台,CAYY Framework作为AVIDM的工艺编辑工具集,让工艺人员进行工艺设计,从而实现有效集成
    基于对AVIDM软件功能的分析,针对CAPP Framework的信息和功能的内涵,基于AVIDM的CAPP Framework集成系统具有图1所示的体系结构。
    在图1的集成框架中,AVIDM作为系统集成平台,负责系统集成中需要的产品结构管理、用户管理、工作流程管理以及对CAPP Framework生成的工艺文档、工艺数据及其版本的管理。而CAPP Framework作为工艺文件编制和工艺数据的生成和编辑环境,以AVIDM的产品结构、属性信息及其工艺流程信息为基础,在AVIDM中进行下艺文件的新建、编辑、浏览、打印、审批,并能够根据工艺文件生成对应的工艺数据,生成的工艺文件和工艺数据提交AVIDM管理,在CAPP Framework中实现产品工艺数据的统计汇总功能。

2  AVIDM与CAPP Framework的系统集成与实现

    为了使得CAPP编制工具中所产生的工艺文件能够在AVIDM中进行浏览、编辑修改和审批,使得AVIDM能够正确提取CAPP文件中相关的工艺信息,产品结构树在两个系统中能够互相导人导出,同时为了充分利用AVIDM强大的数据安全保障机制,保证工艺数据访问的安全性,本系统运用中间件的集成方法,采用XML数据格式定义AV1DM与CAPP Framework之间需要交换的信息,通过接口函数进行传递。
    CAPP Framework与AVIDM主要在用户信息管理、产品结构管理、工艺设计管理、工艺审批管理、数据存储管理5个方面进行集成。
    (1)用户信息管理。PDM和CAPP有各自的数据库和用户管理功能,这部分管理要实现集成,必须统一在PDM环境下。从并行工程的角度,工作团队包括了各领域的人员,相对产品设计和工艺设计来说,用户管理包括对产品设计人员和工艺设计人员的统一管理,由AVIDM负责,CAPPFramewurk继承AVIDM确定的用户权限,即用户及其权限信息由AVIDM负责传给CAPP Framework。
    (2)产品结构管理集成产品结构管理在AVIDM以产品结构树的形式表示,而在CAPP系统中用户可以通过从CAD图纸明细表标题栏、PDM、手工等途径建立产品结构树。将二者集成,产品结构树由AVIDM统一管理,在CAPP Framework中不重复建立产品结构,CAPP Framework依据AVIDM的产品结构进行工艺文件的编制和生成工艺数据文件,并能够从AVIDM中读取BUM结构进行工艺数据的统计汇总。
    (3)工艺设计管理。由于CAPP Framework产生的工艺数据需要提交到.AVIDM系统进行统一管理,而CAPP Framework所要求的设计及工艺资源等数据则由AVIDM提供,因此,两系统必然要共享和交换大量的产品数据。
    ①只有登录AV IDM的合法用户才有权限操作提交给AVIDM的工艺数据。
    ②通过用户认证后,依据AVIDM的角色机制和访问控制策略确定可使用的CAPP Framework功能和对数据的操作权限。
    ③工艺数据一旦提交成功,该数据就开始经历AVIDM对它的生命周期和版本管理,并接受安全性控制,直到废弃。
    ④把各项不同的工艺任务作为产品开发过程的不同节点,利用AVIDM的过程管理功能,对工艺设计过程进行监控和调度。纳入PDM之下的CAPP不再是一孤立的工艺设计系统,而是产品开发过程中的有机组成部分。
    (4)工艺审批管理。PDM和CAPP分别有自己的审批流程控制功能,当二者集成时,将CAPP的审批流程纳人到PDM的统一流程管理下。将工艺文件的审批及其流程控制交由AVIDM完成,CAPP Framework提供浏览、审批工艺文件的组件,CAPP Framework能够白动回填AVIDM的审批相关信息。
    (5)数据存储管理。基于对数据来源的一致性、数据访问的安全性、数据处理的高效性、数据访问的简单性、数据应用的扩展性和数据存储的II.余性等因素的考虑,集成系统采用了基于单一产品数据源的异形化的冗余数据存储方案,即在AVIDM和CAPP Framework系统中采用不同的存储形式,对工艺数据进行冗余存储。考虑到CAPP Framework和AVIDM要保持数据库的独立性,统一以AVIDM的产品结构作为单一产品数据源,在工艺文件编制时,CAYY Framework根据工艺文件生成与此工艺文件唯一对应的一份数据库表形式的工艺数据,并根据文件内容的变化而进行更新,针对相同工艺文件的不同版本,均对应一份工艺数据,如果在AVIDM中删除此工艺文件,则相应的也在CAPP Framework中删除此工艺文件对应的工艺数据;在CAPP Framework生成工艺文件数据的同时,也生成一份XML格式的工艺数据文件,提交AVIDM管理,此XML文件的数据内容与数据空间中的工艺数据保持一致;此外,CAPP Framework还需要存储工艺信息模型、典型工艺等非工艺设计数据。

责任编辑:童伟
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