随着CAD/CAE/CAPP/CAM在制造企业的广泛应用,一方面,大大提高了设计能力和图纸质量,减少了差错,降低了设计返工率。另一方面,还必须清醒地认识到,这些计算机应用系统在解决了企业产品设计与生产过程中的一些局部问题的同时,又带来了一系列新的问题。例如,CAD设计信息与下游CAPP、CAM等环节的信息集成,大量的设计数据、3D模型的有序管理和复用、共享等问题。
如何有效的组织和管理这些数据和文档,实现企业资源的共享,是计算机辅助设计应用达到高层次、高水平的制造企业迫切需要解决的问题。同时,对企业中庞大的数据和文档资源进行有效管理,也是企业进行内部业务流程的优化、开展企业之间协作的基础。
因此,建立一个完善的、企业级的产品数据管理系统,来组织和规范企业的各种电子资源,就显得非常的必要和迫切,并具有十分重要的实际意义。
PDM/PLM系统能够支持制造企业整个产品开发过程中各个阶段的应用需求。PDM管理的产品数据包括工程图档、零件库、产品工艺数据、产品数据的版本、产品结构、产品配置等等。
由于篇幅所限,本文仅通过论述工程图档管理方面的问题来说明基于PDM系统实现产品数据管理的必要性。
一、工程文档的管理的主要对象
在产品生命周期中,与产品相关的信息多种多样,这些信息以文件或图档的形式存在,统称为工程文档。他们从不同的方面描述产品及其相关活动。这些文档分属于不同的部门,具有不同的动、静态特征,由不同的人员使用和管理。
本文所述工程文档的管理对象包括以下四个大类。
(一)设计任务书、设计规范、2D图纸、3D模型、技术文件等。
(二)各种工艺数据文件,如工艺卡、工序卡、工步文件、刀位文件等。
(三)制造资源文件,如设备文件、刀具文件、夹具文件、量具文件等。
(四)管理文件,如合同文书、技术手册、使用手册、维修卡等。
这些工程文档具有不同的逻辑类型和物理格式,可以分为一般文档、工程图和模型。与一般文档相比较,工程图和模型具有一些特殊的性质,其基本记录中包含了一些特殊的描述属性,如材料、重量等,而这些属性在一般文档中通常是不加特别说明的。
图1表示了企业应用计算机系统所产生的各种产品描述文档。
图1 企业应用计算机系统所产生的各种产品描述文档
二、文档的主要类型
从制造企业对工程文档进行集成化管理的角度来看,上述各种文档可以分为以下5种类型,如表1所示。
表1 按文档存在状态划分的文件类型
三、文档管理的主要方式
对文档的管理可以按照两种方式进行处理。一种方式是保持文档的完整性,这些文档中的数据不能与文件脱离,一旦脱离了就失去意义,即所谓的“打包”;另一种方法是文档中的数据可以从文件中提取出来,这些数据都具有独立的意义,将文档的内容打散,然后将这些数据分门别类的放到数据库中,以便对文件内容进行检索和统计,由管理系统提供分类查询,或建立与其他数据库中对象的关联,并提供图示化的管理工具,即所谓的“打散”管理。具体分析如下。
(一)对于不同的CAD系统产生的图形文件
各CAD系统的内部都有相应的数据管理机制,管理系统不能也没必要对图形文件中的各个元素分别进行管理,而只需将文件的整体、名称、代号等标题栏中的基本属性和特征参数放到数据库中进行管理即可。
(二)有限元分析等应用系统所产生的数据文件
往往具有数据量大、可读性差等特点,只有在该数据的生成环境下才会获得清晰的结果。因此,对这样的数据文件,除了具有特殊的特征参数外,往往也只能作为一个整体进行管理。
(三)文本文件
在文本文件记录的各种技术要求、更改说明、使用方法中,除了个别特殊信息需要进行分类检索和统计外,一般都按整体方式进行文件管理。
(四)表格文件中的数据
具有结构化和逻辑性强的特点,因此一般采用打散的方式进行管理,但需要视具体情况区别对待。BOM表应该按照产品结构层次关系,提取相应的信息放到管理系统的零件表与关系表中;CAPP的工艺文件如果需要管理具体的工艺和资源信息,则提取工序、工步、装卡、夹具、机床、设备等信息,放到管理系统数据库中。而对应CAPP中的工艺文件,如果仅需要管理工艺卡片,就按照文件整体对象管理比较合适。
四、基于PDM的工程文档管理
PDM利用电子仓库来管理存储于异构介质上的各种工程文档。在PDM中,数据的访问对用户来说是完全透明的,用户无须关心电子数据存放的具体位置,以及自己得到的是否是最新版本,这些工作均由PDM系统来完成。电子仓库的安全机制使管理员可以定义不同的角色,并赋予不同的数据访问范围和权限,通过给用户分配不同的角色使数据只能被有权限的用户获取或修改。同时,在PDM中数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程才能生效,这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。
据大量企业的实践证明,工程文档的管理问题完全可以通过PDM系统的应用得以解决。简要来说,基于PDM的工程文档管理,可以实现以下五个方面的目标。
(一)文档的分类管理
可以根据不同的文档类型进行分类管理,并按照文档的类型进行归档。
(二)文档的查询与检索
可以根据文档的类型、编号、名称、所属项目、所有者等属性进行检索,根据零部件与文档的关联指针,查询该文档所描述的零部件情况。
(三)文档的版本管理
企业的工程更改时常发生,通过版本管理,将文档的每一次更改设置为不同的版本,同时建立不同版本之间的对应关系,以保证数据的有效性。文档的版本管理往往通过与之相关联的文件来实现,文档版本和生命周期状态为文档的正确使用提供了重要的保证。
(四)数据的一致性控制
工程中经常存在数据关联的情况,如CAD/CAE/CAPP/CAM在设计、工艺、加工阶段的产品模型是关联的,CAD对产品零件模型的修改,可能将引起BOM表、CAPP工艺规划以及加工制造等后续过程的改变,因而需要保证产品数据的一致性。PDM通过版本管理,并建立不同版本之间的联系,实现数据的一致性控制。
(五)文档的安全控制
文档信息的安全管理与文档信息的存储直接相关。通过PDM系统权限管理定义不同用户的访问权限,从而保证了文档信息的安全性。
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本文标题:论装备制造企业的工程文档及其管理