基于PDM平臺的工藝發(fā)展趨勢探討

摘要：隨著產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的深入，使用基于PDM平臺的專業(yè)CAPP，實現(xiàn)面向整個產(chǎn)品的工藝設(shè)計和工藝文件的管理成為一種趨勢，并將逐步取代傳統(tǒng)的工藝。從工藝的發(fā)展趨勢看，工藝正朝著規(guī)范化、集成化、智能化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工藝；CAPP；PDM；信息集成

隨著企業(yè)信息化發(fā)展，工藝設(shè)計制造也應(yīng)隨之進步，單一的工藝卡片表格編制已滿足不了企業(yè)發(fā)展需求，必須應(yīng)用專業(yè)CAPP。工藝卡片所有列信息都與工藝資源建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且工藝卡片所有信息都能提取后處理，滿足自動化單元之間信息傳遞和轉(zhuǎn)換，解決“信息孤島”的問題。目前，制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)信息化最關(guān)鍵的問題，就是企業(yè)技術(shù)部門與生產(chǎn)管理部門的信息集成，因為企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP要能夠正常運行，就需要準確的技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝路線、工序名稱、工時定額、材料定額等信息。所以，將來工藝發(fā)展趨勢就是在PDM環(huán)境下，以數(shù)據(jù)庫的形式將工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到ERP系統(tǒng)的信息大數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)部門與生產(chǎn)管理部門的信息系統(tǒng)無縫集成。

一、工藝現(xiàn)狀

近幾年，根據(jù)本單位工藝應(yīng)用情況，也調(diào)研過一些企業(yè)單位的工藝應(yīng)用情況，相比研發(fā)設(shè)計，工藝都有滯后現(xiàn)象，并從不同程度影響企業(yè)的長遠發(fā)展。很多企業(yè)單位的CAPP僅局限于制定工藝規(guī)程，已經(jīng)不能滿足企業(yè)信息化的需求；工藝卡片所有工藝信息都需要人工輸入，工藝與設(shè)計信息是分開的，工藝人員重復(fù)勞動，嚴重影響工作效率，并且由于二次手工輸入存在輸入錯誤信息等問題。

二、工藝預(yù)處理的工作

（1）建立適合企業(yè)的工藝資源庫：設(shè)備庫、工裝庫、刀具庫、標準工具庫、外購件庫、典型工藝庫等。

（2）工藝的規(guī)范化、標準化工作。a.工藝規(guī)程模板的規(guī)范化、標準化：定制適合企業(yè)運行模式的工藝規(guī)程模板（包括下料工藝規(guī)程模板、加工工藝規(guī)程模板、熱處理工藝規(guī)程模板、總裝工藝規(guī)程模板等），并且規(guī)范化、標準化。b.工藝資源庫內(nèi)容與工藝卡片對應(yīng)列的關(guān)聯(lián)：規(guī)范化的工藝卡片所有列信息都與工藝資源建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，在用CAPP系統(tǒng)進行工藝設(shè)計時，能方便快捷地查詢各種類型的工藝數(shù)據(jù)，并自動填入工藝文件中去。c.工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完善、規(guī)范。

（3）建立《工藝規(guī)程編審》、《工裝、工序圖設(shè)計》等工藝流程，達到“流程管事”。

（4）制定工藝操作規(guī)范管理制度，達到“制度管人”。

三、PDM平臺對CAPP的技術(shù)支持

（1）環(huán)境支持：在PDM通過定制和二次開發(fā)滿足企業(yè)個性化需求，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹方便、快速的查找到對應(yīng)對象的文卷、屬性以及關(guān)聯(lián)對象的工藝文件等信息（如下圖1）

（2）信息集成： PDM系統(tǒng)與CAPP系統(tǒng)信息集成主要是解決系統(tǒng)之間的信息共享、交流與傳遞。以PDM為框架進行的與CAPP系統(tǒng)的集成，是實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的高效管理和共享信息化工作的核心。數(shù)據(jù)集成包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成，工藝信息的集成和共享，工藝資源數(shù)據(jù)集成，而數(shù)據(jù)管理是PDM的主要功能之一。CAD/CAPP/PDM一體化集成系統(tǒng)中提供的產(chǎn)品BOM，技術(shù)數(shù)據(jù)，零部件設(shè)計及工藝屬性，加工工藝路線，工時、材料定額，毛坯類型等信息，是幫助ERP系統(tǒng)管理好制造資源相關(guān)數(shù)據(jù)，如庫存信息，成本信息，制造BOM等重要數(shù)據(jù)。并且在PDM環(huán)境下，以數(shù)據(jù)庫的形式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)部門和企業(yè)管理部門之間的信息集成。

（3）工作流程管理：在PDM支持下，實現(xiàn)了CAD、CAPP、Word文檔的流程自動簽名，所有技術(shù)文件、工藝卡片等文檔的校審全部實現(xiàn)了流程管理。充分利用PDM系統(tǒng)的權(quán)限管理，按角色定義，角色不同權(quán)限不同，進行工藝技術(shù)人員角色和權(quán)限的分派。因PDM對企業(yè)用戶組織和工作流程的支持，且工作流程的實現(xiàn)完全依賴于PDM，所以一般新的設(shè)計文檔、工藝文檔都可以通過工作流進行設(shè)計或編制。工作流通過文檔對象在工作流的各步驟任務(wù)之間的傳遞，實現(xiàn)簽審過程，并實現(xiàn)文檔狀態(tài)的變遷，流程完成自動發(fā)布歸檔（如下圖2）。

四、研究CAPP技術(shù)意義

（1）用專業(yè)CAPP替代傳統(tǒng)的工藝過程設(shè)計，對于機械制造業(yè)具有重要意義。可以將工藝設(shè)計人員從繁重、重復(fù)的勞動中解放出來，轉(zhuǎn)而從事新產(chǎn)品及新工藝研究等智造工作。

（2）提高工藝過程設(shè)計質(zhì)量，計算機能按程序要求進行工藝過程設(shè)計，減少人為因素的影響，工藝過程規(guī)范化、標準化。

（3）工藝直接指導(dǎo)生產(chǎn)，專業(yè)CAPP技術(shù)能夠縮短生產(chǎn)準備周期，減少工藝過程設(shè)計費用及制造費用，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品的市場競爭力。

（4）專業(yè)CAPP集成性好，提供標準集成接口：與CAD/PDM/ERP等軟件的集成，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)的自動傳遞。真正起到工藝設(shè)計的橋梁作用：向上，可以直接讀取CAD的設(shè)計圖紙信息；向下，可為PDM、ERP系統(tǒng)提供所需的工藝路線、工時定額、材料定額、工序名稱以及使用設(shè)備等信息，實現(xiàn)了真正的信息集成

五、工藝發(fā)展趨勢

（一） CAPP的規(guī)范、標準化管理

1）工藝規(guī)程模板的規(guī)范、標準化：定制適合企業(yè)運行模式的各類工藝規(guī)程模板，并且規(guī)范、標準化，以便在PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)中順利運作。

2）工藝資源庫內(nèi)容與工藝卡片建立了對應(yīng)列關(guān)聯(lián)，工藝卡片所有信息都能提取后處理，滿足自動化單元之間信息傳遞和轉(zhuǎn)換。

（二）使用PDM平臺的專業(yè)CAPP

1）使用PDM系統(tǒng)的權(quán)限管理：對不同角色的工藝技術(shù)人員進行CAPP的專業(yè)技術(shù)分工作業(yè)，并授予相應(yīng)的對象操作權(quán)，實現(xiàn)“專業(yè)人員編輯，其它人員參考、瀏覽” 。

2）使用PDM系統(tǒng)的工作流管理：制造業(yè)企業(yè)采用工作流管理的價值在于可以讓技術(shù)文檔的簽審過程實現(xiàn)自動化。人員、文檔、權(quán)限及各類數(shù)據(jù)資源跟隨流程的過程而自動變化，提高了文檔流轉(zhuǎn)的效率、安全性和規(guī)范性，同時給設(shè)計者提供一個最方便的工作環(huán)境，實現(xiàn)“流程管事”。

3）使用PDM系統(tǒng)的版本管理：實現(xiàn)CAPP工藝技術(shù)文件的唯一性、有效性。

4）使用PDM系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)管理：將工藝路線、工時定額等數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放到PDM數(shù)據(jù)庫中，方便查詢、追溯，也可供ERP等其它系統(tǒng)調(diào)用，實現(xiàn)資源共享。

（三）三維CAPP技術(shù)

目前工藝規(guī)程是以二維形式表達的，工藝與設(shè)計信息是分開的，工序簡圖脫離了三維產(chǎn)品模型，工藝設(shè)計過程，工序簡圖往往需要重新繪制。工序簡圖與產(chǎn)品模型無法實現(xiàn)全關(guān)聯(lián)，一旦產(chǎn)品模型發(fā)生變化，工序簡圖不能關(guān)聯(lián)改變。

所以，利用三維CAPP技術(shù)對零件的工序卡片進行定義，更加直觀、系統(tǒng)地表現(xiàn)出零件的各種加工特性，有助于工人的理解，提高生產(chǎn)效率。

（四）信息集成化

CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是PDM與ERP產(chǎn)品信息的重要來源。這些系統(tǒng)的發(fā)展可以相對不平衡，但必須在并行工程思想的指導(dǎo)下實現(xiàn)CAPP與CAD、CAM等系統(tǒng)的全面集成，發(fā)揮CAPP在整個生產(chǎn)活動中的信息中樞和功能調(diào)節(jié)作用。這包括與產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)雙向的信息交換與傳送；與生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)有效集成，實現(xiàn)企業(yè)級乃至更大范圍的信息化。

六、結(jié)語

從工藝的發(fā)展趨勢看，工藝正朝著規(guī)范化、集成化、智能化方向發(fā)展。在未來的制造業(yè)，隨著企業(yè)信息化進程的推進，企業(yè)對工藝信息系統(tǒng)的需求日益迫切，傳統(tǒng)CAPP系統(tǒng)僅局限于制定工藝規(guī)程遠遠不能滿足企業(yè)信息化的需求，越來越多的企業(yè)在以基于PDM的專業(yè)CAPP替代傳統(tǒng)CAPP，所以專業(yè)CAPP將在信息化的制造業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]許常鑫，等.基于PDM的CAPP技術(shù).制造技術(shù)與機床.

[2]童秉樞，李建明.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù).

作者簡介：羅素文（1979），女，漢族，本科，工程師，主要從事機械設(shè)計制造工藝工作。