CAPP與PDM系統(tǒng)獨立存在、各自運行，只是將CAPP工藝文件及審簽流程納入PDM管理，PBOM需在CAPP中創(chuàng)建，用戶信息在PDM及CAPP系統(tǒng)中同時并存，無法真正將CAPP作為PDM的工具集，無法實現(xiàn)CAPP與PDM系統(tǒng)的深度集成。
工藝設(shè)計與工藝管理過程是研發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)是進行數(shù)字化設(shè)計、制造與管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，實現(xiàn)數(shù)字化工藝設(shè)計與管理的CAPP系統(tǒng)是產(chǎn)品生命周期管理環(huán)境的基礎(chǔ)組成部分，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)有機協(xié)作，共同完成基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、面向產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化業(yè)務(wù)過程。
1 集成需求
PDM系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的運行環(huán)境和管理框架，CAPP系統(tǒng)基于此環(huán)境運行，解決產(chǎn)品研制過程中的工藝設(shè)計數(shù)字化需求，滿足PDM平臺的管理要求。PDM平臺下的CAPP系統(tǒng)具備如下主要業(yè)務(wù)支撐能力：
(1)以工具集的形式嵌入PDM系統(tǒng)中，基于PDM平臺的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)作運行。
(2)以XML方式將在CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生的工藝文件和數(shù)據(jù)提交到PDM平臺進行統(tǒng)一管理。
(3)實現(xiàn)各類工藝規(guī)程及工藝文件的設(shè)計和管理，提供方便、快捷的圖形繪制支持功能。
(4)提供工藝文件瀏覽、審簽、打印等工具，實現(xiàn)工藝文件的電子審簽、打印和發(fā)放。
(5)實現(xiàn)產(chǎn)品、零件、工裝、設(shè)備、材料等各類明細表的統(tǒng)計匯總。
2 集成目標(biāo)
通過CAPP與PDM系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程全生命周期管理及工藝設(shè)計數(shù)字化過程，解決企業(yè)研發(fā)和工藝信息化建設(shè)中的信息孤島問題，有助于企業(yè)在產(chǎn)品研制過程中實現(xiàn)以下目標(biāo)：
(1)基于單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源和統(tǒng)一的工作流程管理，實現(xiàn)工藝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)部門的有效協(xié)同。
(2)基于XML方式的數(shù)據(jù)集成，確保產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)的單源性、全面性和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和全面共享。
(3)提供強大、便捷的工藝設(shè)計和圖形編制支持方法，有效提高工藝設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性，促進工藝設(shè)計的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化程度。
(4)通過多種工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總與分析，提供可視化的匯總、分析結(jié)果展示，為工藝人員進行工藝管理提供決策性支持。
(5)保持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主體應(yīng)用模式和使用習(xí)慣，確保工藝業(yè)務(wù)過程在系統(tǒng)重構(gòu)過程中不中斷，實現(xiàn)工藝業(yè)務(wù)過程的穩(wěn)定、平滑過渡。
3 深度集成總體方案
3.1 集成框架
CAPP與PDM系統(tǒng)集成采用以單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源為核心，以功能集成和數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)的緊密集成方式，以PDM作為系統(tǒng)集成的平臺，負責(zé)EBOM與PBOM的創(chuàng)建與管理。CAPP作為工藝文件編制和工藝數(shù)據(jù)操作的運行環(huán)境，在其本身所需要的支撐工具的支持下，完成工藝設(shè)計過程，即CAPP作為PDM的工藝編輯工具集，進行緊密集成。
PDM作為系統(tǒng)集成平臺，負責(zé)系統(tǒng)集成中需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、用戶管理、工作流程管理以及對CAPP生成的工藝文檔、工藝數(shù)據(jù)及其版本的管理。
CAPP作為工藝文件編制和工藝數(shù)據(jù)的生成環(huán)境，以PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和用戶及其工藝流程信息為基礎(chǔ)，在PDM中進行新建、編輯、瀏覽、打印、審批工藝文件，并能夠根據(jù)工藝文件生成對應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)，生成的工藝文件和工藝數(shù)據(jù)提交PDM管理，在CAPP中實現(xiàn)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總功能。系統(tǒng)總體集成框架如圖1所示，其中虛線方框表示集成功能，雙實線方框表示系統(tǒng)各自的獨立功能。
圖1 CAPP與PDM集成框架
3.2 應(yīng)用流程
CAPP系統(tǒng)基于自身制造知識和制造資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持，并在PDM平臺的工藝管理的支撐和協(xié)調(diào)下展開工作，完成工藝規(guī)劃、設(shè)計與統(tǒng)計匯總等各項業(yè)務(wù)。
CAPP系統(tǒng)以嵌入式工具集的形式在企業(yè)PDM平臺環(huán)境中運行，基于PDM平臺的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源和用戶權(quán)限展開工藝設(shè)計工作，并采用統(tǒng)一的XML/PDF方式，將工藝設(shè)計結(jié)果提交PDM平臺統(tǒng)一管理。CAPP系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)在PDM平臺的統(tǒng)一工作流中，必要時使用CAPP系統(tǒng)提供的各種可視化工具，進行各種工藝數(shù)據(jù)的審批和更改。在最終發(fā)布后，采用CAPP系統(tǒng)提供的工具進行統(tǒng)計匯總和打印輸出。其總體應(yīng)用流程如圖2所示。
圖2 PDM平臺下的CAPP系統(tǒng)總體應(yīng)用流程
4 深度集成詳細方案
依據(jù)上述總體方案，CAPP與PDM系統(tǒng)深度集成方案主要分為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、用戶信息管理、工藝設(shè)計管理、工藝審批管理、數(shù)據(jù)存儲管理5個部分，各部分詳細集成方案闡述如下：
4.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理集成
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理由PDM統(tǒng)一管理，CAPP中不建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，CAPP依據(jù)PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行工藝文件的編制和生成工藝數(shù)據(jù)文件，并能夠從PDM中讀取BOM結(jié)構(gòu)進行工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總。
(1) PDM提供CAPP統(tǒng)計匯總時所需的參數(shù)。
(2)PDM給出CAPP統(tǒng)計匯總所需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)XML文件，其中除了包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息之外，還要包含需要統(tǒng)計匯總的工藝文件的完整數(shù)據(jù)信息。
(3)CAPP通過集成接口參數(shù)讀取PDM生成的BOM XML文件，解析BOM信息。
4.2 用戶信息管理集成
用戶信息管理由PDM進行統(tǒng)一管理，CAPP不進行用戶管理，用戶、角色及權(quán)限信息納入PDM管理。圖2 PDM平臺下的CAPP系統(tǒng)總體應(yīng)用流程
(1)PDM負責(zé)向CAPP傳遞用戶、角色和權(quán)限信息。
(2)CAPP負責(zé)解析傳遞的用戶信息進行工藝設(shè)計。
(3)CAPP負責(zé)解析傳遞的用戶信息進行工藝文件電子審簽。
4.3 工藝設(shè)計管理集成
工藝設(shè)計管理集成采用中間文件和命令行傳遞的方式進行集成。由PDM調(diào)用CAPP相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行處理，主要功能分為以下部分：
(1)工藝文件新建。在PDM中需要建立工藝文件時，調(diào)用CAPP，傳人相應(yīng)參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，建立工藝文件，允許用戶進行編輯、保存，調(diào)用PDM接口提交工藝文件和工藝數(shù)據(jù)，如圖3所示。
圖3 工藝文件新建流程
(2)工藝文件編輯／升版。在PDM中需要編輯或者對工藝文件進行版本升級操作時，調(diào)用CAPP，傳人參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，打開PDM檢出的工藝文件，檢查工藝數(shù)據(jù)空間是否存在。不存在需新建工藝數(shù)據(jù)空間；如存在，則允許用戶對工藝文件進行編輯、保存，再調(diào)用PDM接口提交工藝文件和工藝數(shù)據(jù)，如圖4所示。
圖4 工藝文件編輯／升版流程
(3)工藝文件刪除。在PDM中需要刪除或者取消工藝文件的版本升級操作時，調(diào)用CAPP，傳人參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，自動刪除工藝文件對應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)，如圖5所示。
圖5 工藝文件刪除流程
(4)工藝文件統(tǒng)計匯總，在PDM中需要對工藝數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總時，基于BOM節(jié)點選擇統(tǒng)計匯總類型，調(diào)用CAPP，傳人參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，打開PDM生成的BOM XML文件，進行工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總，生成統(tǒng)計匯總文件，允許用戶進行編輯、保存，并提交到PDM，如圖6所示。
圖6 工藝文件匯總流程
(5)工藝文件瀏覽／打印。在PDM中需要瀏覽、打印工藝文件時，調(diào)用CAPP，傳人參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，打開PDM檢出的工藝文件，允許用戶進行瀏覽、打印，如圖7所示。
圖7 工藝文件瀏覽／打印流程
4.4 工藝審簽管理集成
工藝文件的審批及其流程控制由PDM完成，按照企業(yè)相關(guān)文件要求，定制各種工藝文件審簽流程；CAPP負責(zé)提供瀏覽、審批工藝文件的控件，CAPP能夠自動同填PDM的流程審批相關(guān)信息，如圖8所示。
圖8 工藝文件審簽總體流程
在簽署過程中，需要在CAPP中對工藝文件自動進行電子簽名。當(dāng)PDM在流程中需要對工藝文件進行簽署時，調(diào)用CAPP，傳人參數(shù)，CAPP根據(jù)傳人的參數(shù)，打開PDM檢出的工藝文件，進行用戶、日期等流程信息簽署，并自動提交同PDM，如圖9所示。
圖9 工藝文件審簽流程
4.5 工藝數(shù)據(jù)存儲集成
工藝數(shù)據(jù)的存儲采用冗余數(shù)據(jù)存儲方案，CAPP系統(tǒng)在CAPP數(shù)據(jù)庫中直接存儲CAPP 工藝文件以及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)。在PDM系統(tǒng)中，CAPP編制的工藝文件以附件的形式進行流程作業(yè)，將CAPP系統(tǒng)編制的工藝表格進行有效存儲，并將相應(yīng)的結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有特定約束的XML文件提交PDM進行工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，如圖10所示。
圖10 工藝數(shù)據(jù)存儲管理
5結(jié)論
綜上所述，CAPP與PDM深度集成的實施應(yīng)用，不但可以給企業(yè)帶來業(yè)務(wù)模式的全新變革，在實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品全生命周期管理同時，提升業(yè)務(wù)執(zhí)行與業(yè)務(wù)管理的水
平，而且通過工程數(shù)據(jù)和工程知識的充分管理與良好應(yīng)用，將形成新的核心競爭力，實現(xiàn)技術(shù)帶動生產(chǎn)。
無論從企業(yè)信息化應(yīng)用的實際需求和應(yīng)用效果來看，還是從產(chǎn)品全生命周期思想和技術(shù)的發(fā)展方向來看，甚至從企業(yè)整體協(xié)同的角度出發(fā)，CAPP系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)深度、緊密的集成，可以讓制造數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)能夠切實連接起來，確保數(shù)字化制造過程進行有效的信息共享與交流。
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本文標(biāo)題：探討CAPP與PDM系統(tǒng)深度集成
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