PDM系統(tǒng)與CAD/EDA工具集成研究淺析

閆寧

【摘要】PDM系統(tǒng)在制造型企業(yè)中越來越普遍，并且CAD/EDA在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用也早已十分普遍。在傳統(tǒng)制造型企業(yè)和中小型制造型企業(yè)中，當(dāng)企業(yè)實(shí)施快速響應(yīng)客戶需求進(jìn)行大批量定制時(shí)，仍然以集成單一的設(shè)計(jì)軟件為主的傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足企業(yè)的設(shè)計(jì)要求。本文的研究方向旨在將企業(yè)不同類型的數(shù)據(jù)通過將CAD/EDA軟件與PDM系統(tǒng)的集成，有序的、完整的檢入同一平臺進(jìn)行管理。

【關(guān)鍵詞】PDM系統(tǒng)? CAD/EDA工具? 集成管理

隨著市場需求的變化，用戶需要按照具體需求來設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成過程。即提供給用戶系統(tǒng)的定制等功能來滿足企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)需求、提高開發(fā)效率。主要表現(xiàn)在兩方面：一方面，設(shè)計(jì)通用化的 CAD/EDA 集成，它是企業(yè)完成產(chǎn)品開發(fā)需求的基本保障，具有CAD/EDA系統(tǒng)集成的通用特征與功能。另一方面，企業(yè)可以對通用化的集成進(jìn)行補(bǔ)充和升華，是在系統(tǒng)通用功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行用戶個(gè)性化定義，使系統(tǒng)使用者可以更簡捷地操作系統(tǒng)，并為產(chǎn)品開發(fā)提供更完備的技術(shù)支持，提高產(chǎn)品開發(fā)效率。

一、制造型企業(yè)對于系統(tǒng)的需求

一方面，企業(yè)可以對其使用的PDM系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化的定制，使PDM系統(tǒng)可以更好的適應(yīng)于企業(yè)自身的運(yùn)營和管理模式，并且可以隨著產(chǎn)品數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，以及產(chǎn)品類型的轉(zhuǎn)變，及時(shí)對特定產(chǎn)品的管理進(jìn)行快速便捷的定制，以達(dá)到滿足現(xiàn)狀產(chǎn)品迭代速度快的市場背景。另一方面，就是CAD軟件和EDA軟件與我們的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之間的集成。CAD和EDA軟件可以說是這個(gè)時(shí)代中，制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)工具，其良好是使用是產(chǎn)品質(zhì)量的保障，因此，良好的CAD/EDA數(shù)據(jù)模型的管理，是企業(yè)正常工作的基礎(chǔ)。只有同時(shí)滿足這兩方面，才能真正的實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品開發(fā)效率，才能使企業(yè)穩(wěn)步的前進(jìn)。

二、CAD與EDA軟件和PDM系統(tǒng)的集成

CAD與EDA軟件和PDM系統(tǒng)的集成，主要是三個(gè)方面：屬性信息，模型定義和數(shù)據(jù)格式。因此，與PDM系統(tǒng)的集成和對PDM系統(tǒng)的定制可以用兩種方式進(jìn)行分類：

（1）從用戶進(jìn)行分類?？梢詫DM系統(tǒng)中的角色進(jìn)行分類，包括系統(tǒng)管理員和系統(tǒng)操作員。系統(tǒng)管理員的職責(zé)是定義產(chǎn)品屬性信息。模型定義以及數(shù)據(jù)格式等。系統(tǒng)操作員的角色是在系統(tǒng)管理員定義的系統(tǒng)中，按照其規(guī)則，完成對CAD和EDA軟件與PDM數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的集成。

（2）從系統(tǒng)定制方式分類。針對系統(tǒng)開放性的特征，PDM系統(tǒng)的使用者可以根據(jù)系統(tǒng)提供的模塊中，提取并整合出企業(yè)或產(chǎn)品需要的管理系統(tǒng)。

本文中，實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)與CAD/EDA軟件的集成，主要實(shí)現(xiàn)以下五個(gè)部分：CAD/EDA驅(qū)動、界面管理、信息提取、特征建模、PDM接口。

三、CAD與EDA軟件和PDM系統(tǒng)的集成實(shí)現(xiàn)

（一）信息獲取

在CAD/EDA系統(tǒng)集成過程中，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件模型至關(guān)重要。這個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型應(yīng)該能夠完整地、全面地、準(zhǔn)確地描述零件信息。除了零件本身的信息外，還應(yīng)包含有裝配信息、描述信息等。

（二）信息獲取

在CAD/EDA系統(tǒng)集成中，數(shù)據(jù)的獲取和轉(zhuǎn)換是非常重要的一環(huán)，建立零件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型，就必須實(shí)現(xiàn)信息集成，這就涉及不同的工具軟件與PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。通過使用CAD/EDA的開發(fā)工具包編寫應(yīng)用程序，建立數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)，將從CAD/EDA系統(tǒng)中獲取的各種有關(guān)零件的設(shè)計(jì)信息導(dǎo)入PDM系統(tǒng)進(jìn)行管理。所以，這些數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)創(chuàng)建工作非常重要，它直接關(guān)系到整個(gè)CAD/EDA系統(tǒng)集成的成敗。

（三）CAD集成與可視化

屬性集成管理：軟件提供對AutoCAD軟件，通過內(nèi)嵌屬性的雙向集成管理，簡化用戶的操作，保證屬性的一致性。

BOM自動生成：裝配模型或AutoCAD 明細(xì)結(jié)果檢入PDM后，能夠自動生成相應(yīng)的BOM，提高設(shè)計(jì)人員的工作效率。

可視化管理：AutoCAD圖檔、模型等檢入PDM后，能夠自動生成中性格式的可視化縮略圖，便于非CAD用戶等簽審人員能夠方便的打開模型、圖檔進(jìn)行審批。

PDM系統(tǒng)集成：可視化批注、數(shù)字化仿真等結(jié)果能夠通過可視化工具與PDM系統(tǒng)的集成接口，自動存入PDM系統(tǒng)，并于相應(yīng)的版本進(jìn)行緊密關(guān)聯(lián)。

（四）EDA集成與可視化

對電氣圖的集成管理：提供對EDA軟件Altium Designer的設(shè)計(jì)原理圖、PCB等的集成管理，簡化用戶的操作。

四、總結(jié)

在中國從制造型國家向創(chuàng)造型國家的變遷過程中，我們作為中國制造業(yè)中代表性企業(yè)，應(yīng)當(dāng)總結(jié)出符合我國現(xiàn)狀和行業(yè)現(xiàn)狀的軟件操作模式和部分更具實(shí)際意義的軟件工具。我們還無法做到完全代替國外的設(shè)計(jì)平臺和設(shè)計(jì)工具，但是我們可以利用這些工具的優(yōu)勢，使用其二次開發(fā)接口，根據(jù)我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出更符合我們的工具。

相較于使用WGM配置的AutoCAD和Altium Designer與Windchill的集成，本文中開發(fā)的工具對于用戶來說，學(xué)習(xí)成本更低，并且在實(shí)際項(xiàng)目中更具有易用性，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）簡化了AutoCAD與Windchill集成方式，使之更適合以二維CAD圖紙為驅(qū)動的制造型企業(yè)。

（2）深化了Altium Designer與Windchill的集成，使用戶在不脫離Altium Designer軟件主界面時(shí)對數(shù)據(jù)的檢入檢出操作。

（3）在Altium Designer軟件內(nèi)集成了符合企業(yè)模板的電子BOM管理。為后續(xù)的工藝生產(chǎn)等環(huán)節(jié)節(jié)省了大量時(shí)間。

基于這個(gè)優(yōu)化后的管理系統(tǒng)在實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我在本文中的研究經(jīng)驗(yàn)得出，良好的CAD/EDA與PDM系統(tǒng)的集成，對于整個(gè)項(xiàng)目來說必要性是十分高的。但通過實(shí)際應(yīng)用，我也發(fā)現(xiàn)了本研究存在的一些不足：

（1）二維軟件CAD無法通過裝配直接轉(zhuǎn)換成具備結(jié)構(gòu)樹的三維數(shù)據(jù)。

（2）電氣軟件從Protel到Altium Designer更新太快，對每一個(gè)版本的軟件都需要單獨(dú)開發(fā)集成接口，通用性不強(qiáng)。

（3）集成后的平臺還是要依靠WGM中間件，無法直接集成。

參考文獻(xiàn)：

[1]產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社，2000.

[2]李建明，童秉樞.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，1998， 4（6）：1-6.

[3]葉曉俊，王建民.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理[J].計(jì)算機(jī)輔助工程，1998，7（4）：1-9.