基于模型定義的工序信息系統(tǒng)設計

呂自斌， 曾鵬飛， 郝永平

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)的第一步是產(chǎn)品設計， 隨后開展工藝和工裝設計， 然后制造產(chǎn)品， 最后進行產(chǎn)品檢驗和檢測。 每一個階段彼此獨立， 相互間影響不大， 需要協(xié)同的工作很少。 因此產(chǎn)品開發(fā)周期很長， 并且還會影響產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。

針對傳統(tǒng)加工生產(chǎn)方式中存在的不足， 現(xiàn)代開發(fā)產(chǎn)品方式能夠?qū)崿F(xiàn)各部分的協(xié)同， 通過對產(chǎn)品設計、 產(chǎn)品工藝設計、 零部件的加工裝配、 產(chǎn)品的檢驗各階段進行融合， 提高協(xié)同性， 建立起三維數(shù)字化設計制造信息系統(tǒng)。

MBD 技術是一種以數(shù)字化模型為基礎， 集合設計信息和制造信息的數(shù)字化產(chǎn)品定義技術， 三維實體模型融合產(chǎn)品幾何形狀信息和尺寸、 公差、表面粗糙度、 注釋、 屬性、 工藝規(guī)范等非幾何信息， 將三維實體模型作為生產(chǎn)制造過程唯一數(shù)據(jù)源定義方法。 MBD 模型中包含產(chǎn)品制造信息PMI，主要包括： 幾何模型用來表達產(chǎn)品的幾何形狀，理論尺寸； 標注表達加工產(chǎn)品的尺寸、 基準、 公差信息； 以及各種視圖和一些屬性信息。 在三維環(huán)境中定義的MBD 模型可以轉(zhuǎn)換為中間文檔格式，例如STEP， 方便對數(shù)據(jù)的查閱審核。

1 工序的分類及要求

生產(chǎn)加工工序可分為工藝加工工序、 檢驗工序、 運輸工序。 工藝加工工序是指使加工對象發(fā)生物理變化的加工工序， 檢驗工序是指對整個加工過程的各個階段進行技術質(zhì)量檢查的工序。 運輸工序是指工作人員在上述工序之間流動的工序[2]。

根據(jù)工序類型的不同， 工序模型分為機床加工工序模型， 檢測工序模型， 以及其他工序模型。 機加工工序模型是指通過車削、 銑削等一系列設備進行的加工模型。

檢測工序模型是指對加工過程及最終成品的檢測模型； 其他工序模型是指對加工對象進行清洗等一系列輔助操作模型。 根據(jù)不同的應用范圍， 使用的工序模型會有所不同， 但是對建模及定義的要求是一致的。

2 三維工序信息系統(tǒng)的設計

筆者在VC++6.0 開發(fā)環(huán)境下， 利用UG Open二次開發(fā)工具集， 根據(jù)已有裝配體的工藝信息， 設計開發(fā)出三維裝配工序信息模塊， 該模塊包括工序工步信息的錄入及提取[3]。

對產(chǎn)品裝配體進行裝配單元劃分后， 生成具體裝配工序和工序內(nèi)容， 對其內(nèi)容信息通過工序模塊和工步模塊實現(xiàn)信息的集成（見圖1）。

圖1 裝配層次關聯(lián)框圖

工序信息包括工序號、 零件名稱、 零件序號、工種、 工序碼、 工序內(nèi)容、 設備工裝號、 輔助材料、 技術標準、 操作要求、 質(zhì)量要求、 檢驗方法。工步信息包括序號、 裝配件號、 數(shù)量、 工步號、 工步內(nèi)容、 工具名稱和代號、 輔助材料、 設備工裝名稱、 設備工裝代號。 筆者以某產(chǎn)品為例對模塊功能進行驗證。

通過開發(fā)模塊的功能按鈕， 對產(chǎn)品信息進行添加和提取， 并將信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。 車間管理系統(tǒng)所查看的工序信息來源于數(shù)據(jù)庫中的工序信息表， 保證了兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性（見圖2）。

本文的工序定義模塊分為三部分， 左側(cè)的對話框可以實現(xiàn)對模型的工序信息進行提取。 使用工序信息提取功能， 可以將裝配體所有裝配零件的工序信息提取出來， 點擊每條消息， 就可以在對應的文本選項中顯示對應的信息， 方便操作人員查看和審閱信息的完整性。 中間對話框可以顯示數(shù)據(jù)庫中存儲的工序信息， 使用顯示工序信息功能鍵可實現(xiàn)此功能。 右側(cè)對話框可以實現(xiàn)對零件信息的顯示， 點擊每條信息就會進入對應的零件界面， 可以完成零件工序信息的錄入， 通過在對應的文本框輸入信息， 將工序信息錄入數(shù)據(jù)庫并載入模型中， 實現(xiàn)對左側(cè)對話框內(nèi)的工序信息的補充[4～6]。

使用本文設計的工步定義模塊， 可以實現(xiàn)對工步信息的提取和錄入， 信息被存儲在數(shù)據(jù)庫對應的工步信息表中， 車間管理系統(tǒng)查看的工步信息就來源于數(shù)據(jù)庫的工步信息表， 由此保證數(shù)據(jù)的一致性（見圖3）。

工步定義模塊分為三部分， 上部分的對話框可以實現(xiàn)對模型的工步信息進行提取， 使用工步信息提取功能， 可以將裝配零件的每道工序?qū)墓げ叫畔⑻崛〕鰜恚?下方對話框負責顯示數(shù)據(jù)庫中存儲的工步信息， 使用工步信息顯示功能可實現(xiàn)此功能。 右側(cè)對話框可以實現(xiàn)對工步信息的錄入， 在對應的文本框輸入對應的工步信息， 可以將工步信息錄入數(shù)據(jù)庫中。

3 車間管理系統(tǒng)工序信息模塊設計

對JSP 文件進行設計是根據(jù)每個模塊的具體功能進行對應設計， 為車間管理系統(tǒng)提供相關信息查看的功能， 使SQL 數(shù)據(jù)庫中的裝配信息文件與管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。 筆者使用ADO 技術建立數(shù)據(jù)庫與管理系統(tǒng)之間的連接， 通過編程為管理系統(tǒng)創(chuàng)建信息查看模塊， 只要選擇具體模塊即可查看對應的信息內(nèi)容。 由于管理系統(tǒng)與UG 裝配信息系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)源一致， 保證了集成系統(tǒng)中信息的唯一性和一致性。 通過對不同種類的工藝信息進行分類， 有利于信息的存儲管理[7～8]。

圖2 工序定義模塊

圖3 工步定義模塊

本文系統(tǒng)的工序信息模塊的實現(xiàn)方式為數(shù)據(jù)庫中的裝配工序內(nèi)容信息表， 通過編程在車間管理系統(tǒng)頁面的工序信息查看模塊顯示（見圖4）。

圖4 工序信息查看模塊

4 結(jié) 語

本文基于模型定義的三維裝配工序信息集成系統(tǒng)的開發(fā)， 實現(xiàn)對裝配體工序信息的高效準確管理。 通過分析， 將裝配體的工序信息載入并構(gòu)成具備工序信息的MBD 工序模型； 利用UG 二次開發(fā)技術和編程設計出模型定義裝配系統(tǒng)和車間管理系統(tǒng)中相互對應的工序模塊， 應用ADO 技術和JDBC 技術實現(xiàn)兩系統(tǒng)間信息的交互集成， 實現(xiàn)工序信息的共享， 保證數(shù)據(jù)信息的準確性和統(tǒng)一性。