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基于PDM的图档管理技术探讨

2010/9/25    来源:万方数据库    作者:张瑾  秦峰  尚勇      
关键字:PDM  图档管理  PDM技术  信息集成  
为有效管理以电子形式存在的图纸和文档,实现企业信息集成,提出了基于PDM的图档管理技术。首先采用面向对象方法定义了图档管理的对象,描述了对象之间的关系,构建了图档管理系统框架,并详细描述了其系统功能。最后,通过系统开发验证了提出的技术框架。

    计算机辅助设计软件在企业的推广应用,大大提高了设计效率,同时产生了大量的图纸和相关技术文档。如何有效组织与管理以电子形式存在的图纸和文档,成为企业首要考虑的问题。目前,企业对这些图纸和文档进行管理仅仅是静态的、档案意义上的管理,更重要的是面向设计过程的、动态的图档管理,包括共享环境下的图档组织结构定义和管理、图档的安全性、一致性和版本管理、图档内容的快速浏览、快速索引和查询等方面。PDM是解决上述问题的关键技术,是以产品对象为核心的信息管理思想及相应的技术,并将这种能够集成管理与产品相关信息及过程的技术分为三个层次,即图纸文档的电子化管理、部门间的数据管理、企业间的数据管理。PDM技术作为先进的管理思想成为研究的热点。随着Web技术和数据库技术的不断发展,大多数PDM软件采用了先进的WEB浏览与客户/服务器结构来处理分布式事务。图档管理系统作为PDM系统的主要组成部分,主要包括图档对象的存储管理及基本操作管理,是解决企业图纸存放和管理问题、改进管理模式,提高工作效率的有力工具。因此,研究适合中小企业的图档管理技术具有重要的实用价值。

1 图档管理的对象

    图纸和文档是产品数据的载体,是产品数据管理的对象,其具体表现为各种形式化的电子化文档,即计算机文件。其种类繁多,主要包括:

    需求文档:包括合同、设计任务书、需求分析和设计说明书等;

    设计文档:包括静态数据和动态数据。静态数据是供工程设计过程选用或供分析使用,如标准规范;动态数据是设计过程中生成的,如图形等;

    工艺文档:指CAPP系统在工艺设计过程中所使用和产生的数据;

    专用文档:特定行业专用数据,如电气原理图。

    图档存在的形式主要有由CAD软件产生的图形文件;描述产品或部件、零件性能的文本文件;数据文件,如有限元分析结果、Nc代码、试验测试报告等;多媒体文件;渲染的照片以及产品演示等。

    1.1 面向对象定义

    对象(Item)是对象是对产品、零部件和定义、组织等的抽象描述,采用面向对象方法描述如下:

    Item{
    ItemlD        对象标识
    ItemName      对象名
    Qty           数量
    Remark        备注
    }

    数据集是图档数据及其属性的集合,以文件和表格两种方式存在。用面向对象的方法描述如下:

    Docltem{
    ProductlD        产品型号;
    DocID            文档编号;
    DocName          文档名称;         
    DocType          文档类型:工艺,零件,说明等;
    Designer         设计者;
    AxchDate         图纸存档时间;
    Version          版本号;
    Status           状态
    }

    1.2 对象关联关系

    图档管理的对象包括产品结构树上的结点和数据集,它们之间存在如图2所示的关联关系。通过数据定义模块来定义图档属性(如Docltem类),然后与图档文件或数据表存放到数据库中;在产品结构树结点已存在(如property)的基础上,对其增加对象定义(如Cltem),将数据集与结点通过文档连接功能建立联系,并存入数据库。

2 系统框架

    图档管理的目标能够使全部用户,包括项目负责人、设计人员、工艺人员以及授权的供应商等都能按要求存取数据,实现信息共享与集成。在数据库与文件目录的支持下,图档管理系统框架如图l所示。主要包括以下功能:

    (1)图档分类、归档和借阅;

    (2)提供多种查询、浏览和批注方式,以便迅速的找到相应的文档;

    (3)根据图档属性进行统计和打印报表;

    (4)可同时管理设计文档和工艺文档;

    (5)版本管理功能。

图档管理系统框架

图1 图档管理系统框架

图档对象之间的关联关系

图2 图档对象之间的关联关系

图档归档流程

图3 图档归档流程

    2.1 归档、借阅管理

    归档借阅管理是图档管理的基本功能。图档归档是将客户端的数据集保存到服务器端的过程,其流程如图3所示。

    设计完成后,由设计者提出申请,设计数据经审核和批准,具备了发布条件。在归档时首先进行对象定义,填写产品树上结点或零部件的属性表;然后系统自动为数据集创建一个新版本,版本号为1.0;由于数据集有可能以为表格形式(如工艺卡片),也可能为文件存放格式(如CAD文件)存放。系统对以数据形式存放的数据集保存在数据库中,以文件格式存放的数据集保存在服务器端的指定目录下,并在数据库中创建相应指针数据存放在数据库中。

    图档借阅是将符合用户要求的数据集从服务器端提取到用户工作目录的过程。图档借阅的目的是使用户可共享设计成果,实现设计重用,从而提高设计效率和准确度。当需要借阅图档时,首先提交手工填写的借阅单,在得到批准后由应用程序根据数据集编号和版本号找到相应文件,传至客户端生成临时文件供显示或编辑。

    2.2 检入检出(Check—in/Check-out)

    在图档更改过程中,为防止两个用户同时修改同一个数据,系统采用Check—in和Check—out机制。当一个用户打开某个数据进行编辑时,系统自动对该数据“写”访问权进行加锁控制,任何其他人都不能对它修改。只有当原先的用户将数据重新放回数据库或关闭该数据时,该数据才能恢复到原来的状态。手工的Check-out命令可以对数据设置一个长时间的锁,防止数据发生变化。Check一in则解除原先设置的锁,使该数据恢复到可修改状态。

    2.2.1 检入(Check—in)

    检入操作允许用户将其在个人工作区中的数据集提交给系统数据层以实现信息共享。如果要检入的数据集正处于检出状态中,检入操作将生成该数据集的新版次。传统的发布管理和更改管理就是两个典型的检入操作。

    2.2.2 检出(Check-out)

    检出操作允许用户对检出的数据集拥有完全的操作权限。一旦数据集被检出,它就将被锁住从而使别的用户无法再将其检出,这一点是检出操作与获取、引用操作的最大区别。解除封锁状态的动作只有两种:Undo和检入。

    2.2.3 更改管理

    在协同设计过程中,随着设计方案的变化,与之相关的图纸及设计说明等文档都要随之改变,并且由于项目参与人员不只一个,为防止在更改过程中造成混乱,这就有必要对更改过程进行管理。

    在更改管理过程中,系统充分利用了Check-out、Check-in机制和版本管理功能,并与企业现行的管理办法相结合。更改时,更改人员首先填写更改单,经负责人批准后,更改单编号与图档编号发生联系,存在联系表中;然后图档被Check—out并加锁控制,只有更改人员有权对其进行操作,图档更改完毕经过审核无误后,执行Check-in操作并对其解锁,系统根据记录,自动进行版本升级,完成更改流程。

    2.3 图档浏览批注

    通过浏览批注工具,用户可以方便的对图档进行移动、缩放而不必使用创建此文档的特定编辑环境。通用的浏览工具至少要提供对常用的图形文件和办公软件文件格式的支持,如AutoCAD的DWG、solidedge的PAR、SolidWorks的PAT、TIF、DOC、XLS以及光栅文件格式等。浏览工具的供应商有瑞典的RASTEREX公司。美国的DR.DWG公司以及以色列的SmartSolufions公司等。美国DR.DWG公司提供用浏览批注工具是以ActiveX的方式提供的,在Powerbuilder中的实现过程如下:

    (1)首先安装Drdwg软件;

    (2)在窗口中插入OLE时,选择drdwg Acfivex控件;

    (3)在click事件中加入以下语句:ole_name.object.src=sDwgName,其中sDwgName为图档文件名称。

    2.4 版本管理

    版本反映了设计过程中设计对象不断演化的动态变化。图档管理的版本有以下几种类型:

    (1)按产生的时间顺序确定版本。对同一个设计对象内的版本号是按产生的先后顺序赋值的,而且不允许再用。按时间顺序的数据集的版本是不可改变的。

    (2)当前版本。数据集有且只有一个处于活动状态的共享版本是当前版本。

    (3)有用版本和无用版本。在所有版本中,有用版本要保存和备份;无用版本则可以删除。

    (4)缺省版本。在使用时,没有指定序号的有用版本为缺省版本。

    (5)归档版本。对正在成批生产的,或已经定型不变数据集版本要归档保存。

    在数据集的所有版本中,只有当前版本是处于活动状态,检入、检出、更改、浏览等所有操作都是针对这个版本的。

    2.5 与设计软件的集成

    在协同设计环境下,图档管理不仅管理设计软件(以AutoCAD软件为例)生成的设计文件和图形文件,而且能够纸与管理信息的实现双向交换与集成。AutoCAD处理的与图纸相关的管理信息主要包含两方面的内容:标题栏和装配明细表。图纸的标题栏包含了零部件的编号、名称材料等信息,是图档管理的图形文件的属性,既可在系统创建文档时产生,然后在Aut0CAD中调用标题栏属性编辑时自动从数据库中提取,填入标题栏中;也可在AutoCAD中填写或修改,然后通过数据接口直接提交到数据库中。而装配明细表的内容包括代号、名称、材料和规格等信息,反映了产品的结构和构成的情况,是图档管理中对象定义的内容。这些信息可以在AutoCAD中生成和修改,也可在图档管理中来创建和维护。两者都存放在同一数据库,这样就实现了与AutoCAD的集成。

3 系统实现

    基于Microsoft SQL Server数据库和AutoCAD设计平台,采用PowerBuilder及visual c++,开发了基于图档管理系统(如图4所示),该系统作为PDM系统的重要组成部分,可实现图档的归档借阅、检入检出、浏览批注、版本管理、统计查询等功能,并实现了与CAD软件的集成。

图档管理系统实例

图4 图档管理系统实例

4 小结

    本文从企业的现状及需求出发,对基于PDM的图档管理技术进行了研究与开发,解决了企业图纸及文档管理混乱的难题,使企业图档管理从无序到有序,节省了设计时间,提高了设计效率。系统基于PDM,为平滑过渡到企业级产品数据管理打下了基础。

责任编辑:黄菊锋
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