0 前言

    隨著制造業企業規模的逐漸擴大，企業對自身信息化戰略的實施力度不斷加強。PDM作為企業信息化實現的重要工具在這些規模快速成長的企業中得到了廣泛的應用。版本管理作為PDM的一項重要的組成部分，具有十分重要的研究價值。現有的PDM軟件的版本模型普遍是針對二維圖紙或文檔管理的，本文提出了針對結構復雜，具有整體性特點的三維圖紙的版本管理技術，同時克服了原有版本模型中存在的一些問題。

1 版本管理的概念

    人們在進行工程設計的時候，對同一個工程實體要進行反復的設計、試探、協商，這樣就會對同一工程實體產生許多版本。工程設計又往往分階段進行，也就是所謂的工作流，而每1個工作階段都有可能因為修改、補充產生新的版本。在這個設計過程中，人們不能隨便對原來的關于設計對象的數據進行重寫或覆蓋原來的設計，而必須把那些在不同設計階段產生的數據都以不同版本的形式保存下來，以便設計人員在任何時間設計時都可追蹤以前的設計版本，進行比較，優化。版本是一個對象在設計過程中某一時間點上有意義的快照。任何產品的設計都有從最初的概念設計到最后產品定型的過程，雖然不同的版本在質量和數量上包含不同的信息，但是始終保持同一性，都是朝著最終目標方向發展。版本管理是系統地處理版本對象的方法，不僅要管理一個設計對象的各個版本，還要管理它們之間的關聯關系。

2 三維圖紙的版本管理

    近年來，國內外對產品設計的版本管理研究比較活躍，相當一部分涉及數據庫和產品數據管理中的版本管理的研究。在產品設計中傳統的版本管理主要是針對二維圖紙，如對CAD圖紙和CAXA圖紙的管理，而很少有針對三維圖紙來進行的版本管理。因為二維圖紙更具代表性和普遍性，它包括了三維圖紙的大部分功能，然而在實際工廠應用中，三維圖紙具有它的特殊性，它具有整體性的特點。三維圖紙的裝配圖與零件圖和部件圖是相互關聯的，它的零件圖、部件圖、裝配圖是以一種整體的數據形式進行存儲的，具有很好的一致性。當它的零件圖發生修改時，其裝配圖和部件圖的相應的零件也會自動修改。這樣就產生了許多沖突:當三維圖紙的零件圖產生新版本的時候，它對應的部件圖和裝配圖是仍然采用舊版本的零件圖還是采用新版本的零件圖?當三維圖紙的裝配圖產生新版本的時候，它對應的哪些零件圖和部件圖需要升級版本?而二維CAD圖紙的零件圖、部件圖、裝配圖是分開存儲的，裝配圖中只有零件圖和部件的簡單標記，這樣的問題就可以不用考慮。

    以Solidworks為例，它的文件包括.SLDPRT，.SLDASM，.SLDDRW3種，.SLDPRT文件對應三維零件圖，.SLDASM文件對應三維裝配圖，.SLDDRW文件對應二維工程圖。這3種文件里，.SLDPRT文件描述單個零件的信息，是可以獨立存在的；.SLDASM文件描述的是裝配體信息，主要包含裝配體由哪些零件組成及這些零件的位置關系等信息，它對組成裝配體的各零件的.SLDPRT文件具有依賴性，.SLDASM文件必須與組成裝配體的各零件的.SLDPRT文件放在同一個文件夾下才能正確的打開；.SLDDRW文件由某個.SLDPRT文件或.SLDASM文件產生，是三維圖形的二維表示，它依賴于對應的SLDPRT文件或.SLDASM文件，沒有對應的.SLDPRT文件或. SLDASM文件，它將不能正常打開。 .SLDASM文件與相關的.SLDPRT文件，.SLDDRW文件互相依賴，形成1個整體，它們的數據互相關聯，必須保持一致性。例如用Solidworks畫了1個部件a，包含2個零件p1和p2，則一共會產生a.SLDASM，a.SLDDRW，p1.SLDPRT，p1.SLDDRW，p2.SLDPRT，p2.SLDDRW6個文件，當修改p1.SLDPRT時，a.SLDASM，a.SLDDRW，p1.SLDDRW3個文件也會被修改。因此 如果對p1.SLDPRT升級版本，則a.SLDASM，a. SLDDRW，p1.SLDDRW3個文件也必須升級版本而二維圖紙管理就沒有這樣的問題。

3 三維圖紙的版本管理的實現

    3.1 版本管理的數據對象

    (1)計算機輔助設計(Computer Aided Design，CAD)數據 各種CAD系統(NX，Pro/E，AutoCAD，SolidWork等)對應的三維模型，二維圖，裝配體等數據對象。

    (2)計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)數據 不同應用系統生成的CAM數據。

    (3)各種格式的文檔數據doc，pdf，txt，ppt等。

    (4)圖片文件bmp，jpg等。

    3.2 版本管理實現的環節

    在工作流過程中，如圖1所示，文件先以一個任務的形式下達給設計者，此時文件處于編輯狀態。當設計 者完成設計后，提交給審核者，此時文件處于待審狀態；如果未提交，文件恢復編輯狀態。審核者如果審核通過設計者的設計，將文件提交給批準者，文件處于待批狀態；如果不通過，將文件返回給設計者，此時文件變回編輯狀態，此時審核者可以生成新版本。批準，變更等階段也過程類似，具體實現過程見圖1。

圖1 工作流實現版本升級

    3.3 三維圖紙版本管理的數據結構

    三維圖紙版本管理的數據結構描述版本對象的各種屬性、版本之間的關聯關系以及應該包含的各種數據和對版本模型的操作方法，采用面向對象的方式，通過抽取廣義版本對象的共性，定義以下類：(1)HCdoFile類描述文件對象，包括文件的屬性、操作及文件進行工作流操作時的描述和生成新版本的操作。

    classHCdoFile{

    intFileID；∥唯一標識

    CStringDescription；∥文件屬性

    intCurrent；∥版本狀態，1表示最新版本，0表示老版本

    CStringCurrentVersion；∥版本標識

    HCdoFHContainer3mpFHCon；∥新老版本文件容器

    HCap3DContainer3mp3DContainer；∥三維文件的容器

    voidRaiseVersion()；∥升級版本

    voidDeclineVersion()；∥降級版本

    voidDBInsert()；∥添加文件

    voidDBSave()；∥保存文件修改

    voidDBRestore()；∥從數據庫讀取文件信息

    voidDBRemove()；∥刪除文件

    CString，Tasker；∥工作流操作時，任務發布者

    CStringTTimeStamp；∥工作流操作時，任務發布時間

    CStringTComment；∥工作流操作時，任務發布的說 明或備注

    ……∥工作流操作時的其它過程與上面3項類似

    }

    (2)HCdoFHContainer類描述文件容器對象。文件容器是用來裝同一實體對象的新老板本一種數據結構，實質上是用數據鏈將新老版本文件聯系起來。它對裝入自己的新老版本文件進行操作，本身沒有屬性，能對文件的數據庫中的記錄進行操作，但本身在數據庫中沒有記錄。

    classHCdoFHContainer{

    intGetFileIDByVersion(HCenString&Version)；∥通過文件的版本獲得文件的標識

    boolUpdateFHContainer(intNewFileID，HCenString&ver)；∥更新文件容器

    boolInsertNewFH(intNewFileID，HCenString&

    ver，HCenString&Authority，intStatus)；∥添加新的文件記錄到文件容器

    boolRemoveCurrentFH(intFileID)∥刪除文件容器中1項文件記錄

    HCdoFile3GetFHistory(intn=0)；∥通過文件的標識獲得容器中文件的歷史記錄

    CStringGetTopFHistoryVer()；∥獲得文件容器中最新版本文件的版本號

    intGetNextFileID()；∥獲得文件容器中當前文件的下一個文件的標識

    }

    (3)HCap3D類描述三維圖紙的對象，繼承HCdoFile類。因為三維圖紙的各類圖具有整體性，它 的屬性包括與它聯系的其他圖的屬性。

    ClassHCap3D{

    int，FatherID；∥當前圖上一級的部件圖或裝配圖的標識

    int，ChildID；∥當前圖下一級的部件圖或零件圖的標識

    ……

    }

    (4)HCap3DContainer類描述三維圖紙聯系的容器。該容器裝著作為一個整體的三維圖紙的裝配圖、零件圖、部件圖。

    classHCap3DContainer{

    HCdoFile3FindNewPrtFile()；∥獲得三維圖對應的二維圖

    HCap3D3Find3DByFatherID(intID)；∥通過三維圖上一級的標識獲得三維圖

    HCap3D3Find3DByChildID(intID)；∥通過三維圖下一級的標識獲得三維圖

    HCap3D3Find3DByID(intID)；∥通過三維圖的標識獲得該三維文件

    ……

    }

    3.4 三維圖紙版本管理實現的界面

    在PDM系統中，文件資料是以樹狀結構表示的，類似操作系統中系統目錄的形式。當進行三維版本管理操作時，以審批過程為例，先在樹狀表中選中要操作的文件，點擊流程操作鍵，彈出，審批對話框，如圖2所示。點擊生成新版本，如果所選文件是裝配圖，彈出如圖3所示對話框，左邊文本框中將列出裝配圖下所有部件圖、零件圖，點擊需要同時升級的零件或部件圖，按添加選擇鍵，將出現在右邊可選子文件下的文本框，點擊確定這些選中的零件、部件圖隨裝配圖同時升級， 否則，它們仍用老版本。

圖2 審批過程圖

圖3 三維圖紙的版本管理

4 小結

    本文針對中小型企業的機電產品，研究了版本管理中三維圖紙的管理。采用線性模型和三維圖紙整體性相結合版本管理方法，能更有效地記錄和使用早期設計過程中的知識內容，大大提高產品設計的效率和版本管理的水平。面向三維圖紙的版本管理是對二維圖紙管理的改進。數據組織靈活，占用空間少，數據整合算法簡單；數據獲取的效率高；安全控制更細致到位；能有效地支視圖管理。該方案是改進PDM版本管理、強化信息集成平臺作用行之有效的技術方案。

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本文標題：PDM系統中三維圖紙版本管理的研究

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