信息化是企業實現現代化管理，提升企業技術實力的有效手段。各種信息化系統為企業的產品數據管理、生產管理、物流管理、質量管理、數據統計/分析等業務提供了及時、準確的數據，提高了企業管理水平和效率。

    PDM是企業設計數據，如產品設計數據、工藝數據、設計資源等數據的管理平臺。基于PDM設計工藝，建立結構化工藝設計系統——通過將工藝信息進行結構化分解，并使用數據表對工藝結構化信息進行存儲，工藝設計完成后，通過數據整理，依據報表模板生成工藝報表，能夠實現工藝數據與PDM的緊密集成，并且可實現對設計數據的繼承；實現設計數據直接在工藝中貫徹；實現對工藝數據的基于工藝屬性的統計；實現與MES/ERP系統集成等。

    加工企業的很多產品具有結構相似、加工過程相似的特點，其加工工藝具有很大的相似性，構建基于PDM的工藝模塊化設計系統，就是使用PDM內的數據克隆功能，以優化過的結構化工藝作為工藝模板，對工藝模板進行借用，以快速創建工藝；實現工序模型的快速建立和修改；提高工藝人員編制工藝的效率，實現了產品工藝的快速編制。

系統技術原理

    工藝模塊化設計系統基于西門子公司的Teamcenter2007軟件平臺，利用PDM的數據克隆功能——對PDM內的數據進行復制，創建出完全相同的副本，并可對副本數據進行修改而不影響原數據，通過建立企業典型工藝知識庫，積累企業內的具有推廣價值的優化工藝/工序，并對優化工藝/工序進行重用，依據優化工藝/工序快速建立新的工藝規程。典型工藝知識庫依托PDM的分類模塊創建，根據產品的類型、材料和加工特點等建立庫結構，并定義各分類的屬性，進行優化工藝的分類管理。

    在確定工藝路線后，通過對典型工藝知識庫的檢索，查找對應的工序模板，利用克隆技術，實現在PDM內對優化工藝的數據借用。在工藝克隆后，新建立的產品工藝通過對產品數據的繼承，自動獲得零件號、零件名稱、材料、標準等信息，在對工序中工序圖、工藝要求等信息進行適當的修訂，調整加工參數/工裝夾具等，實現工藝快速設計。

系統實現方法

    1 創建典型工藝知識庫

    典型工藝知識庫使用PDM的分類模塊，實現典型工藝/工序的分類和類屬性的定義、編輯等管理功能，通過類和類屬性對典型工藝進行區分，使用分類模塊的數據檢索功能，根據類屬性實現典型工藝查詢。在每個類型內定義該類型相關的技術參數，用以描述典型工藝對象的特點，便于用戶選擇材料、圖幅、毛料類型、加工方式等屬性。整個典型工藝知識庫形成一個樹型結構，通過層級檢索加快搜索速度。

    2 定制數據克隆方法

    根據工藝編制需要，克隆后的工藝是完全獨立的新對象，所有數據對象使用復制操作而不使用引用操作。為按照工藝編制需要進行數據克隆，對PDM數據克隆過程進行深入研究，建立了數據克隆控制程序，并增加配置系統變量對克隆操作進行控制，以滿足工程應用要求。

    通過對克隆功能的定制，將工藝相關數據集全部納入到克隆對象中，使克隆后的工藝數據完整、不丟失。實現了克隆操作對工藝相關信息的繼承，如工步內容等并不直接屬于工序的系統信息。為實現工步內容的繼承，增加了對工步內容的控制，使數據克隆操作同時對工步內容起做用，在進行數據克隆的同時，將工步內容同樣復制到新工藝內，保證工序數據的完整。

    3 典型工藝知識庫管理流程控制

    典型工藝知識庫中的工藝模板，是創建新工藝的基礎。模板工藝的毛坯選擇、加工方法、工序安排等，對企業的工藝優化推進具有影響。為加快優秀工藝的推廣，需要控制典型工藝知識庫中的工藝模板文件質量，將優化過的工藝歸人典型工藝知識庫，并將不再使用的工藝替換掉。

    為控制工藝模板庫內工藝模板的增減，在PDM內設置工藝模板庫的權限為特定用戶可編輯，各單位任命一人為Inclass管理員負責本單位的工藝模板輸入及管理。

    為控制工藝模板的有效、高效性，建立工藝模板的審批流程。工藝模板的審批流程包括編制、審批、歸檔操作。通過本單位的工藝技術專家認定其工藝模板的有效性和高效性，推廣到系統內應用。

    4 系統應用方法

    以某螺栓工藝設計過程為例，在建立工藝時，使用PDM的“新建工藝”功能，創建新工藝。在建立新工藝時，在典型工藝知識庫的“緊固件”分類下查找標準的螺栓工藝模板，通過對分類中零件類型、加工方法和零件材料屬性的檢索和篩選，選擇可借用的工藝模板。PDM根據選定的工藝模板實施工藝克隆，創建出與借用工藝模板內容相同的新工藝。新工藝建立后，根據實際需要，對工藝內容進行調整，包括調整毛坯、工裝、量具、機床、技術要求、加工參數、加工基準等。工藝調整完成后，即完成了工藝設計，生成完整的工藝報表，如圖1所示。

    圖1 工藝模塊化設計系統應用

結論

    通過對基于PDM的工藝模塊化設計系統的應用，取得了以下效果：

    (1)簡化了工藝規程編制過程。使用基于PDM的工藝模塊化設計系統，通過對模板的引用，可以繼承模板內的工藝路線、工步內容及圖表內容。通過簡單的修改，完成工藝的編制，可以節約工藝編制時間60%左右。

    (2)及時貫徹新工藝、新標準、新規范。通過使用工藝模板，能夠將經過了嚴格的審批，具有合理的加工控制要求、符合工藝編制標準的工藝模板快速貫徹到工藝編制中，將工藝的標準化、規范化落到實處。

    (3)標準模板的創建和修訂過程方便、簡潔。工藝/工序模板無需特殊定制，只是其內容需要嚴格貫徹企業標準，并優化工藝內容，執行審批。這種模板制作方式更便于企業模板的設計和更新，方便企業實施系統。

    使用基于PDM的工藝模塊化設計系統，可以簡化工藝規程編制過程；能夠統一工藝流程，貫徹新工藝、標準工藝的工藝規范。通過使用基于PDM的工藝模塊化設計系統，能大大提高產品工藝的編制速度，提高產品工藝水平，為制造企業工藝技術水平的提升提供助力。

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本文標題：基于PDM的工藝模塊化設計系統構建與實現

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