PDM的零件信息集成管理

【导读】
PDM的零件信息集成管理 针对目前集成系统中零件信息和编程过程缺乏有效管理、产品生产率低等问题,本章提出了基于PDM的零件信息集成技术。将零件MBD模型、设计文档、工艺文档、仿

针对目前集成系统中零件信息和编程过程缺乏有效管理、产品生产率低等问题,本章提出了基于PDM的零件信息集成技术。将零件MBD模型、设计文档、工艺文档、仿真结果、NC程序、可视化指导书等关联,构成零件信息集成模型。实现了基于PDM软件统一数据库的零件模型设计、工艺设计到加工制造的集成,并可通过WEB访问船用柴油机复杂零件整个生命周期中的信息。该方法在产品设计和生产中得到了实际应用。

 
1.1 引言
“十一五”制造业信息化科技工程重要内容之一就是研究以三维产品模型为核心的产品设计、仿真、工艺设计和数控编程的集成技术,目的是为了实现设计制造一体化和无纸化。

   
目前许多学者己经从数控程序的自动生成及加工工艺规划等方面进行了深入研究,对数字化制造技术的发展起了重要的作用。然而,随着计算机和网络技术的不断发展,制造系统正朝着集成化、智能化和网络化的方向发展,传统的数控管理模式己经很难适应先进的数控设备的加工环境,并阻碍了数控加工效率的提高。如何实现数控加工信息的有效集成、生产效率的提高、数字化制造的实现的问题己经刻不容缓。
 
   
在传统的CAD/CAPP/CAM集成系统是在计算机本地环境中进行使用,存在以下困难:
    (1)数控编程过程缺乏有效管理。数控编程过程中不断产生或修改的技术文件无法得到有效管理。

    (2)容易产生信息孤岛。产品的设计模型、工艺信息文件、数控程序等技术文件之间缺乏关联性,容易形成信息孤岛,严重阻碍了数据信息在下游环节的应用。

    (3)技术文件管理混乱。随着企业柴油机零件型号的不断增加,采用计算机本地环境的管理方式使得技术文件处在多状态的交织环境中,严重的阻碍了编程效率和质量的提高。
 
   
为此,在CAD/CAPP/CAM集成系统中引入PDM进行管理产品整个生命周期的所有数据,通过PDM作为零件信息集成管理平台,实现对产品模型信息、工艺文件、NC代码、机床仿真文件、可视化指导书进行统一管理,为解决集成系统的信息集成、网络化等问题提供了一种有效的方法。
 

1.2 基于PDM零件信息集成模型的构建
1.2.1 面向过程的零件PDM管理

PDM软件可以实现对数据、资源、过程等整套制造数据信息的管理。基于PDM平台的CAD/CAPP/CAM集成系统能够充分利用PDM的优势,实现设计、制造的并行工作。零件整个生命周期的相关过程包括订单流程、产品设计流程、产品工艺流程和产品加工流程等。根据企业制定的管理规则,通过PDM可以实现对上述流程进行协调和控制。
 
   
当己经定义好的流程被启动后,PDM软件就开始控制这个工作流程描述的工作过程,它将把工作任务自动分发给每个任务执行者,一个任务执行完毕后,PDM软件会把这个步骤产生的相关信息(如设计资料和审批意见等信息)传递到下一步骤,并通知下工作人员开始工作,如果设计资料没有通过审核,PDM软件会把设计资料和审批意见一起传回给作者进行修订,直至完成任务。面向过程的PDM管理使得各个流程电子化,加快了审批的速度和透明度,大大的提高了工作效率。
 

1.2.2零件信息集成模型
通过CAD/CAPP/CAM系统与PDM的集成可以获得零件信息集成模型的设计信息、工艺信息和加工信息;PDM也可以将形成的产品设计BOM和制造BOM等共享到PDM统一数据库中。PDM统一数据库作为企业实现信息化的共享数据库,涵盖了产品从设计到制造,再到管理的所有信息。
 
   
基于PDM的船用柴油机零件信息管理首先要根据零件分类及型号创建产品分类,然后在分类的基础上,利用PDM软件建立零件产品结构树,包括模型信息、设计文档、工艺文档、仿真结果、NC程序、可视化指导书等,将建好的模型导入到PDM软件提供的与NX无缝集成的封装装置中,完成零件模型库的建立,其他信息可在完成CAPP设计以及CAM加工后自动导入对应文件夹下;最后,可通过计划模块和邮箱功能将任务分配给其他工作人员。通过PDM的集成信息管理,实现了将零件模型、工艺设计、NC代码等有效的管理起来。
 

1.3 基于PDM零件信息集成管理的实现
1.3.1 基于PDM零件信息集成系统的架构

PDM统一数据库是企业信息化的共享库,通过它可以实现对数据、资源、过程等整套制造数据信息的管理,使产品的模型文件、工艺文件、数控程序等技术文件得到集中的管理并且彼此关联,为下游工作的进行提供了的单一数据源。
 
   
基于PDM进行CAM系统产品信息管理的目标是:
    (1)技术文件得到合理管理;

    (2)消除信息孤岛,实现技术文件关联;

    (3)实现CAD、CAPP、CAM数据同步更新;

    (4)能够通过WEB访问,使得不同的产品开发人员不受限于地理位置,利用HTTP协议实现船用柴油机复杂零件的整个生命周期中信息的传递与共享;

    (5)产品信息版本的管理。由于柴油机产品从模型设计到加工制造的各个环节中都会多次修订信息以达到最优状态,通过PDM可以共同管理多个版本的信息,并且版本与版本之间保留修订的关系;

    (6)通过为不同的用户设定不同的权限,保证了系统文件的安全性;

    (7)通过工作流程管理使得设计更改的审批流程电子化,加快了审批的速度和透明度,大大的提高了工作效率。
 
   
在基于PDM管理的船用柴油机CAD/CAPP/CAM集成系统中,提供了B/S模式的访问方法,B/S结构不但继承了传统的C/S的多用户、分布式处理的优点,而且充分利用了因特网的跨地域信息传递与共享的特点,既可以在企业内、也可以在企业间实现对产品整个生命周期数据的访问。图4.1从表示层、应用服务层、和基础层描述了基于PDM管理的集成体统的体系架构。

基于PDM管理的集成系统的体系架构
 

    (1)表示层:系统用户通过集成系统按照设定的权限,可以在客户端进行加工、仿真等操作,也可以通过浏览器利用HTTP协议实现用户所需文件资料的传递;

    (2)应用服务层:包含了系统用户权限管理、任务分配、数据维护、CAM加工、后置处理等服务;

    (3)基础架构层:包含数据库、计算机网络和操作系统等。用于存储零件设计模型、工艺设计文件、数控程序、仿真结果、作业指导书等资源数据。
 

1.3.2产品结构与零部件信息管理
在集成系统中,PDM与CAD/CAPP/CAM系统的信息传递是双向的,表现为:一方面,利用PDM提供的封装装置,用户可以在PDM中激活CAD/CAPP/CAM系统,实现CAD/CAPP/CAM的各种功能,并对产生的数据进行统一有效的管理,使各个系统之间能够及时的共享最新数据;另一方面,用户可以通过CAD/ CAPP/CAM进入PDM中,实现相关数据的管理。
 
   
PDM与CAD/CAPP/CAM系统的集成如图4.2所示。PDM系统可以对在CAD系统中得到的零件MBD模型、产品零部件装配关系、零件数据版本进行管理,也可以提供数据给CAD系统进行零件设计;PDM系统可以将CAPP工艺设计结果进行管理,也可以将工艺设计结果作为相似工艺知识模版提供给CAPP系统进行修改,然后作为新工艺保存;PDM系统可以管理CAM系统的NC程序、机床及刀具信息、虚拟仿真结果、可视化文档等,也可以将零件模型信息和工艺路线作为加工的输入信息提供给CAM系统。

基于零件信息的PDM/CAD/CAPP/CAM集成

   
利用PDM软件对船用柴油机复杂零件的数据管理主要体现在以下三个方面:
    (1)零部件分类管理:首先完成对船用柴油机主要零件分类及型号划分;然后在分类的基础上,利用PDM软件建立零件产品结构树,包括模型信息、设计文档、工艺文档、仿真结果、NC程序、可视化指导书等,将建好的模型导入到PDM软件提供的与NX无缝集成的封装装置中,完成零件模型库的建立,其他信息可在完成CAPP设计以及CAM加工后自动导入对应文件夹下;最后,可通过计划模块和邮箱功能将任务分配给其他工作人员。
 
    (2)零部件版本管理:由于船用柴油机复杂零件从模型设计到加工制造的各个环节中都会多次修订信息以达到最优状态,这个过程会产生多个版本,在基于本地环境管理的集成系统中就会导致管理混乱的现在,在PDM软件管理下,通过版本标识可以共同管理多个版本的信息,并且版本与版本之间保留修订的关系,支持信息回溯。模型文件和工艺文件等信息不再基于本地计算机环境管理,存储在PDM软件中的产品库对今后船用柴油机新型号的开发研制也提供了资料积累。
 
    (3)零部件编码管理:用PDM软件,可以根据企业编码习惯定制的编码规则进行ID和版本号的管理,它可以自动进行重复性校验,保证零件信息的唯一性。
 

1.3.3 基于PDM系统的协同工作
协同设计(CSCD)是计算机支持下的一种新的产品开发模式,它的出现,对提高产品设计质量、缩短产品开发周期、最大限度满足客户要求具有极其重要的意义。它的目的就在于方便设计组之间的数据通信,意味着设计组的各个成员在同一时间共享不同的产品数据。
 
   
在基于PDM软件的船用柴油机复杂零件集成系统中,CAD、CAPP、CAM被集成到PDM软件中,将模型信息、设计文档、工艺文档、仿真结果、NC程序、可视化指导书等通过文件服务器保存在Volume下,利用数据库进行管理数据间的关系。在协同环境下,使得不同的产品开发人员不受限于地理位置,实现基于WEB的访问。当在WEB服务器上进行身份验证之后,利用HTTP协议实现船用柴油机复杂零件的整个生命周期中信息的传递与共享。
 
1.4 应用实例
基于PDM平台的数控加工信息管理的实现过程如下:首先在PDM系统中进行设置,利用PDM提供的封装装置完成与NX的集成;在PDM中建立零件产品结构树,包括模型信息、设计文档、工艺文档、仿真结果、NC程序、车间文档等,将船用柴油机复杂零件导入PDM系统,图4.3是机座6S70MCC的示意图;根据CAPP系统进行工艺推理,将工艺结果存放在对应的产品结构树中的工艺文档下;在CAM系统中生成刀具轨迹文件,利用用户化的后处理器获得NC代码,并进行加工仿真等,将NC代码、车间文档、仿真文件存放在对应的产品结构树中,如图4.4所示;通过WEB访问,实现了不同用户之间的信息传递。
 

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  • 2019-10-31 11:57
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