CAPP（Computer Aided Process Planning，計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)）的研究和開發(fā)是制造自動(dòng)化領(lǐng)域的重要方向。CAPP作為連接CAD和CAM的橋梁，是企業(yè)CIMS（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)）中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一直備受制造業(yè)的關(guān)注。PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)）是用來管理所有與生產(chǎn)相關(guān)信息和所有與生產(chǎn)相關(guān)過程的技術(shù)，為企業(yè)內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)傳遞提供了必不可少的支撐環(huán)境。在整個(gè)企業(yè)中，PDM是整個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)與信息的平臺(tái)，它就像是企業(yè)各類綜合信息的倉(cāng)庫(kù)，每一個(gè)系統(tǒng)都通過不同的集成方式集成到該平臺(tái)上，使產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)高度集成和共享。因?yàn)镃APP從PDM中獲取和存儲(chǔ)信息，這些信息作為企業(yè)信息的基礎(chǔ)要通過PDM框架進(jìn)行集成，所以，CAPP與PDM的集成具有重要的意義。
WindChill PDM系統(tǒng)面向企業(yè)產(chǎn)品全生命周期，對(duì)其研制數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)、組織、管理和控制，確保企業(yè)產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)的一致性、有效性、安全性、完整性和可追溯性。CAXACAPP系統(tǒng)以工藝知識(shí)庫(kù)、產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，以交互式設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，集成工藝知識(shí)庫(kù)管理工具等應(yīng)用支持工具以及專家系統(tǒng)等智能應(yīng)用和二次開發(fā)工具，能在不同應(yīng)用層次與系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)集成化。
航空救生裝備產(chǎn)品應(yīng)用的CAXA CAPP系統(tǒng)與WindChill PDM系統(tǒng)集成僅進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)及信息交換，屬于松散集成方式，不是深度、緊密的集成方式。集成模式是從PDM中導(dǎo)出EBOM及變更信息傳遞給CAPP，在CAPP中通過EBOM構(gòu)建PBOM。工藝人員通過PBOM編制完成的各類工藝文件將生成的工藝文件檢入PDM并自動(dòng)關(guān)聯(lián)相應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，工藝文件審簽過程在PDM中操作，工藝文件審簽節(jié)點(diǎn)全部通過后，由PDM將簽名信息寫入工藝文件并負(fù)責(zé)電子歸檔。集成的原則是工藝設(shè)計(jì)過程仍然在CAPP系統(tǒng)中進(jìn)行，PDM負(fù)責(zé)工藝數(shù)據(jù)的審簽和歸檔管理，接口訪問系統(tǒng)分別采用兩個(gè)系統(tǒng)中具有特定權(quán)限的某個(gè)公共賬號(hào)，不需要PDM和CAPP系統(tǒng)對(duì)用戶賬號(hào)進(jìn)行同步。
CAPP與PDM系統(tǒng)獨(dú)立存在、各自運(yùn)行，只是將CAPP工藝文件及審簽流程納入PDM管理，PBOM需在CAPP中創(chuàng)建，用戶信息在PDM及CAPP系統(tǒng)中同時(shí)并存，無法真正將CAPP作為PDM的工具集，無法實(shí)現(xiàn)CAPP與PDM系統(tǒng)的深度集成。
工藝設(shè)計(jì)與工藝管理過程是研發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)是進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造與管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與管理的CAPP系統(tǒng)是產(chǎn)品生命周期管理環(huán)境的基礎(chǔ)組成部分，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)有機(jī)協(xié)作，共同完成基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、面向產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化業(yè)務(wù)過程。
1 集成需求
PDM系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和管理框架，CAPP系統(tǒng)基于此環(huán)境運(yùn)行，解決產(chǎn)品研制過程中的工藝設(shè)計(jì)數(shù)字化需求，滿足PDM平臺(tái)的管理要求。PDM平臺(tái)下的CAPP系統(tǒng)具備如下主要業(yè)務(wù)支撐能力：
（1）以工具集的形式嵌入PDM系統(tǒng)中，基于PDM平臺(tái)的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)作運(yùn)行。
（2）以XML方式將在CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生的工藝文件和數(shù)據(jù)提交到PDM平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
（3）實(shí)現(xiàn)各類工藝規(guī)程及工藝文件的設(shè)計(jì)和管理，提供方便、快捷的圖形繪制支持功能。
（4）提供工藝文件瀏覽、審簽、打印等工具，實(shí)現(xiàn)工藝文件的電子審簽、打印和發(fā)放。
（5）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、零件、工裝、設(shè)備、材料等各類明細(xì)表的統(tǒng)計(jì)匯總。
2 集成目標(biāo)
通過CAPP與PDM系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程全生命周期管理及工藝設(shè)計(jì)數(shù)字化過程，解決企業(yè)研發(fā)和工藝信息化建設(shè)中的信息孤島問題，有助于企業(yè)在產(chǎn)品研制過程中實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
（1）基于單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源和統(tǒng)一的工作流程管理，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)部門的有效協(xié)同。
（2）基于XML方式的數(shù)據(jù)集成，確保產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)的單源性、全面性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和全面共享。
（3）提供強(qiáng)大、便捷的工藝設(shè)計(jì)和圖形編制支持方法，有效提高工藝設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，促進(jìn)工藝設(shè)計(jì)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化程度。
（4）通過多種工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總與分析，提供可視化的匯總、分析結(jié)果展示，為工藝人員進(jìn)行工藝管理提供決策性支持。
（5）保持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主體應(yīng)用模式和使用習(xí)慣，確保工藝業(yè)務(wù)過程在系統(tǒng)重構(gòu)過程中不中斷，實(shí)現(xiàn)工藝業(yè)務(wù)過程的穩(wěn)定、平滑過渡。
3 深度集成總體方案
3.1 集成框架
CAPP與PDM系統(tǒng)集成采用以單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源為核心，以功能集成和數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)的緊密集成方式，以PDM作為系統(tǒng)集成的平臺(tái)，負(fù)責(zé)EBOM與PBOM的創(chuàng)建與管理。CAPP作為工藝文件編制和工藝數(shù)據(jù)操作的運(yùn)行環(huán)境，在其本身所需要的支撐工具的支持下，完成工藝設(shè)計(jì)過程，即CAPP作為PDM的工藝編輯工具集，進(jìn)行緊密集成。
PDM作為系統(tǒng)集成平臺(tái)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成中需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、用戶管理、工作流程管理以及對(duì)CAPP生成的工藝文檔、工藝數(shù)據(jù)及其版本的管理。
CAPP作為工藝文件編制和工藝數(shù)據(jù)的生成環(huán)境，以PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和用戶及其工藝流程信息為基礎(chǔ)，在PDM中進(jìn)行新建、編輯、瀏覽、打印、審批工藝文件，并能夠根據(jù)工藝文件生成對(duì)應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)，生成的工藝文件和工藝數(shù)據(jù)提交PDM管理，在CAPP中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總功能。系統(tǒng)總體集成框架如圖1所示，其中虛線方框表示集成功能，雙實(shí)線方框表示系統(tǒng)各自的獨(dú)立功能。
圖1 CAPP與PDM集成框架
3.2 應(yīng)用流程
CAPP系統(tǒng)基于自身制造知識(shí)和制造資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持，并在PDM平臺(tái)的工藝管理的支撐和協(xié)調(diào)下展開工作，完成工藝規(guī)劃、設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)匯總等各項(xiàng)業(yè)務(wù)。
CAPP系統(tǒng)以嵌入式工具集的形式在企業(yè)PDM平臺(tái)環(huán)境中運(yùn)行，基于PDM平臺(tái)的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源和用戶權(quán)限展開工藝設(shè)計(jì)工作，并采用統(tǒng)一的XML/PDF方式，將工藝設(shè)計(jì)結(jié)果提交PDM平臺(tái)統(tǒng)一管理。CAPP系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)在PDM平臺(tái)的統(tǒng)一工作流中，必要時(shí)使用CAPP系統(tǒng)提供的各種可視化工具，進(jìn)行各種工藝數(shù)據(jù)的審批和更改。在最終發(fā)布后，采用CAPP系統(tǒng)提供的工具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總和打印輸出。其總體應(yīng)用流程如圖2所示。
圖2 PDM平臺(tái)下的CAPP系統(tǒng)總體應(yīng)用流程
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：探討CAPP與PDM系統(tǒng)深度集成（上）
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