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产品设计数据一体化——BOM系统与Windchill系统的集成

2021/11/2    来源:e-works    作者:高薇  成君昭  严锦伟  陈桂喜      
关键字:BOM  Windchill  
本文介绍了通过客制化开发,实现BOM系统与PDM系统紧密集成,达到了企业数据统一,拓展应用,提高效率。
1.前言

       某公司使用的BOM系统为自主设计、开发的信息系统,是产品数据管理及应用的基础数据平台,为全公司研发、生产、销售、采购、财务、售后服务等业务管理提供BOM数据和变更管理。

       Windchill系统是美国PTC公司推出的一款PDM软件系统,有成熟的CAD数据管理功能和体系。在汽车产品设计过程中,某公司使用Windchill系统进行CAD协同设计、变更控制、版本控制、数据存储和交换、生命周期流程管理等基本功能。

       某公司结合企业自身业务需求,将BOM系统与Windchill系统紧密集成,实现BOM结构数据与CAD数据在设计、评审、发布各阶段的一体化,以及CAD数据在产品全生命周期各阶段、全业务流程各部门的全面应用,提升数据质量,提高设计效率,消除产品设计数据信息孤岛。

2.名词定义介绍

       1)BOM系统:本文中的BOM系统指某公司自主设计、开发产品数据管理系统。

       2)Windchill:PTC公司的一款PLM系统软件,研发用其管理CAD数据。

       3)CAD数据:本文中的CAD数据指由CAD工具设计的3D模型、2D图纸。

       4)部件:Windchill中的信息项,没有具体内容,用来关联产品的3D数模、2D图纸。

       5)提交BOM:Windchill系统中的客制化功能,用于将部件及其关联的3D数模、2D图纸发送给BOM系统。提交BOM后的部件、3D数模、2D图纸不可修改。

       6)可视化数模:CAD数据经过可视化服务器转换后生成的一种3D数模轻量化数据格式,可以使用CreoView打开。

       7)Creoview:PTC公司一款可视化软件,可以与Windchill直接集成查看轻量化数据格式。软件基础功能无需购买许可,可用于快速预览、审阅模型。

3.系统集成业务需求分析

       3.1 研发多系统数据交互需求

       在产品研发阶段,产品结构数据、属性信息等在BOM系统编辑和管理,CAD模型设计过程及数据在Windchill系统管理,产品研发数据在设计、应用、发布管理等方面遇到以下问题:

       1)BOM结构数据与CAD数据没有实时信息关联,各类零部件属性信息在Windchill系统、产品图纸、BOM系统内多点维护,影响数据的一致性和准确性;

       2)设计师根据需要自行查阅各系统的数据,人工来对应产品的CAD和BOM数据;

       3)产品的结构数据等在BOM系统签审,与之对应的CAD数据却在Windchill中签审,两个流程各自独立,影响发布效率。

       3.2 研发下游单位对CAD数据的需求

       由于Windchill系统只在研发部门内使用,CAD数据没有实时向研发下游单位传递,产生以下问题:

       1)制造部门无法实时获取各车型相关的产品CAD数据,产品数据表述完整性无法保证;

       2)工厂单位没有准确的CAD数据指导零部件制造工艺和整车、总成装配,部分图纸信息表述不明确的零部件难以确定装配位置;

       3)后市场部门开展产品包装业务无法获取产品的CAD模型包络尺寸,需要根据实体零部件测量以供包装运输参考。

4.BOM系统与Windchill集成方案

       为了解决以上业务需求,针对BOM系统和Windchill系统进行业务功能解析,提出以下集成解决方案。

       4.1 集成业务场景

       BOM系统与Windchill的集成业务场景集中体现在产品详细设计过程中的产品数据(零件、图纸、数模、可视化数模、产品结构等)和流程信息的交互过程。具体分为产品结构数据链接、图框信息维护、流程信息一致性、发布状态的关联等。

BOM与Windchill的集成业务场景

图1 BOM与Windchill的集成业务场景

       4.2 数据链接与信息交互

       4.2.1 数据链接

       BOM系统中的物料号依据产品平台、系统专业等规则设定,已建立一套完整的编码体系,所有产品数据的编码和命名以BOM系统中业务规则为主。

       设计师先在BOM系统中创建物料编码,再在Windchill系统创建编码相同的CAD数据开展详细设计。Windchill中的CAD数据去除格式尾缀后的编码与BOM系统中产品数据编码相同,并通过数据库中间表建立数据链接,各类信息在相同编码的BOM数据和CAD数据之间传递,通过在BOM系统增加记录CAD数据编码的超链接字段,可实时跳转到CAD数据详细信息页面,方便开展设计工作。

       4.2.2 产品参数、结构信息交互

       由Windchill系统传递给BOM系统的CAD参数主要为“外廓尺寸”和“数模重量”。

       3D数模的外廓尺寸可以给物流单位在包装、装车运输过程中提供有效的数据参考,数模外廓尺寸通过Creoview轻量化工具计算获取。Creoview将不同格式的原始CAD数据可视化转换为统一的PVZ、PVS轻量化格式数据,并计算他们的包络。

模型包络

图2 模型包络

       数模重量通过CAD设计工具基于数模材料、密度、模型结构和几何参数计算得出。

       外廓尺寸和数模重量在数模检入Windchill系统时一并记录在系统的对应字段,并通过Windchill系统数据链接传输给BOM系统。BOM系统将这些参数值随产品文件下发给相关单位。

       产品的BOM结构和CAD模型结构分别在两个系统存储,原本需要人工比对结构的差异性。集成后Windchill系统将CAD结构数据传递至BOM系统,用户可以借用已有的CAD模型树结构同步复制搭建BOM结构,也可以实时比对两种结构差异,提升工作效率的同时也提升了产品数据的准确性。

       4.3 产品文件、数据的集成发布

       4.3.1 集成流程

       系统集成前,产品数据结构、配套文件等在BOM系统中签审发布,CAD数据在Windchill系统签审发布后,再把Windchill的图纸人工下载、上传至BOM系统的配套文件,一套产品数据要走两个签审流程,数据的交互依靠人为处理。

       系统集成后,CAD数据无需额外在Windchill里执行签审。CAD数据信息在Windchill系统中执行客制化的“提交BOM”操作后,将CAD数据中的图纸和轻量化数模传递给BOM系统。同时,由BOM系统中产品文件关联相同编码项目号的签审流程,将状态同步给Windchill中同号的部件和CAD数据。

       BOM系统中每一份产品文件记录当前项目号对应的CAD数据编码和版本。研发外单位没有Windchill系统,但有获取CAD数据的需求时,将BOM系统与其他系统建接口,依据产品文件记录的编码和版本,从Windchill抓取对应的CAD数据,直接或经过数据处理后传递给指定的系统路径。

       4.3.2 可视化数模的应用

       BOM系统的产品文件在签审流程中,签审环节的每一个审批人可查看文件关联的轻量化数模。查看轻量化数模使用Creoview工具,不占用CAD设计工具的license。

       轻量化数模随产品文件一并下发至制造单位。制造单位只需安装Creoview插件,即可在BOM系统中打开产品文件的同时预览轻量化模型,帮助指导装配。

       4.3.3 数字化图框的开发与实施

       图框是工程师设计、发布图纸和产品文件工作中必须编辑的数据项。图框中包括产品属性信息、变更发布信息和签审信息。传统做法这些信息是由设计师使用CAD工具绘制2D图纸时手工编辑填写。

       系统集成后,梳理图框每个信息栏的数据源,分解各类信息要素及影响参数,通过智能计算,实现图框信息在产品图纸指定区域自动生成及数字化发布,确保产品属性、参数信息一源性,提升了产品设计、发布效率。

5.BOM系统、Windchill与3DE-DELMIA的集成

       制造部门已实施达索的DELMIA系统用于三维工艺评审和三维过程设计,以获取CAD数据。BOM系统作为与其他领域信息系统集成的主要数据源头,一方面制造部门可以通过M-BOM系统直接查看轻量化模型,另一方面,DELMIA与BOM系统已实施集成,制造部门可依据BOM系统记录的CAD数据编码、版本获取原格式CAD数据。

       依据DELMIA系统推送的车型数据,BOM系统将整个产品数据结构和CAD数据编码、版本号生成表单,Windchill系统依据该表单将所有CAD数据推送给格式转换服务器,整体转化为CGR数据,最终将CGR数据传递给DELMIA系统。

BOM系统、Windchill与3DE-DELMIA的集成

图3 BOM系统、Windchill与3DE-DELMIA的集成

6.总结

       系统集成实施后,功能覆盖研发所有设计部门的设计、查询、文件发布等工作。衍生数据贯穿产品全生命周期,涵盖制造、采购、销售、后市场等部门。

       企业实施PDM系统,传统方式是推行一整套大型PDM系统,费用较高且实施难度较大,系统功能不一定完全适用于业务需求。企业在已有IT系统资源的基础上,开展各类客制化功能开发和集成也是另一种可行方式。本项目通过客制化开发,实现BOM系统与PDM系统紧密集成,达到了企业数据统一,拓展应用,提高效率的目的。客制化开发要求系统管理员对业务需求、应用场景、流程规则、系统功能等有深度了解,并熟悉IT技术,这样才能保证开发的新功能适用于企业环境,并助力产品设计协同,提升设计效率。
 
责任编辑:程玥
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