PDM中的工艺设计信息集成技术研究

【导读】
PDM中的工艺设计信息集成技术研究 现阶段,我国正着力于船用柴油机自主研发能力培育以及自主品牌柴油机研发。在这一阶段中,如何充分兼顾制造因素,进而优化设计,是研究人员所

现阶段,我国正着力于船用柴油机自主研发能力培育以及自主品牌柴油机研发。在这一阶段中,如何充分兼顾制造因素,进而优化设计,是研究人员所必须解决的关键问题。究其原因,主要是产品设计在70%-80%的程度上决定了产品的制造质量、成本以及周期。因此,面向制造的设计优化是研发、设计的一项重要内容。

柴油机产品是一个比较复杂的系统,涉及到多个学科,多个设计系统。工艺设计信息集成主要是将产品结构设计(CAD)、产品工艺设计(CAPP)和刀具轨迹设计(CAM)与仿真系统集成起来,构成一个设计一体化的系统。目前,CAD设计、CAPP编制与CAM刀轨仿真处于不同的部门,由不同的人来完成各个设计工作,必然存在着工作和数据交接、结果等待和评判等过程,造成了整个设计流程的不通畅。
 
   
事实上,结构设计,工艺设计,刀轨设计是一个一体化的过程,每个环节与上个环节都息息相关,如果信息不能很好的衔接上,将会在很大程度上影响设计的效率。针对上述问题,本章提出对工艺设计信息集成的研究,并在此基础上加入工厂制造仿真系统,为工艺设计信息的修正及决策提供支持作用。
 

1 产品设计信息流
船用柴油机的制造属于离散小批量生产,产品结构设计及工艺设计过程如图3.1所示。从图中可以看出,产品的结构、工艺方案、资源信息以及现场生产数据等信息具有着重要的联系。结构设计部门进行产品的结构设计,将设计完成的信息传递至工艺部门进行工艺设计,工艺中的每道工序/工步都依赖于零部件的设计结构信息或者产品制造结果信息,不同的工序/工步会使用不同的刀具、夹具以及设备,加工还需要各自的NC代码,这样,以工艺数据为纽带,连接产品的设计和制造信息就构成了复杂产品的数据网。
 
 
在工艺设计过程中,需要经常用到产品的结构和制造资源等信息,同时还要对其做出工艺设计反馈。在产品加工仿真过程中,也需用到产品的结构信息以及工艺方案等信息,仿真完后做出仿真反馈。然而,因为不同文件版本、不同系统间的数据孤岛的存在,直接影响和制约了产品设计的高效化。
 
   
用设计系统来表示产品设计信息流向即为:CAD系统进行产品的结构设计,将零件图纸,BOM结构等信息传递至CAPP系统,CAPP系统根据产品的结构、加工要求以及设备资源等信息完成产品的工艺编制,同时对CAD系统的结构设计加以反馈。CAM系统使用产品毛坯和成品结构图,根据工艺路线进行产品的刀轨设计,NC代码设计和加工仿真,得出刀位轨迹和NC代码。因此,如何将CAD/CAPP/CAM产生的信息集成起来,打破各系统之间的信息孤岛,建立统一的数据源,对企业的设计部门具有重大的意义。

产品设计过程




2 CAD/CAPP/CAM集成模式
2.1 CAD/CAPP/CAM集成方法

当前,CAD、CAPP、CAM实现集成的方法从形式上讲,一般有三种方式:

    (1)信息系统的集成接口开发
    信息系统间开发相应集成接口是企业信息化建设初期所经常采用的一种方式,该方式通过开发一对一接口,可以实现各信息系统之间的集成。这里的数据交换接口又分为专用数据接口和标准接口两种。专用数据接口是指各个单独的系统与其它的系统进行数据交换时专门开发的接口。标准接口是指STEP、IGES等数据交换的接口。由于接口开发、维护工作量大,且软件升级牵一发而动全身,当信息系统较多时,该方案不尽理想。
 
    (2)基于大集成平台实现集成
    该方法可以通过功能封装,将各应用系统作为插件内置于集成平台,因此可实现各系统数据集成;另一种方案是各应用系统不保存各自数据,而将所有数据集中保存于大集成平台,这也是PDM系统逐步走向PLM系统的需求所在。
 
    (3)利用中间件集成异构数据源
    中间件的集成方式无需改变集成系统原始数据的存储和管理方式。中间件位于异构数据库系统(数据层)和应用程序(应用层)之间,向下协调各异构数据源系统,向上为访问集成数据的应用程序提供统一数据模式和通用的数据访问接口。集成系统之中的数据无需改变,通过中间件的检索功能,实现数据的调用与交换。中间件的这种特质使之成为异构数据集成的一种较为理想的方法。
 

2.2基于PDM系统的CAD/CAPP/CAM集成方案
CAD、CAPP、CAM集成系统较多,互相之间接口的开发复杂,且维护量比较大,因此,采用开发接口的方式来实现CAD、CAPP、CAM的集成比较困难。此外,在产品设计过程中,需经常实现三个系统之间信息的互相访问,若将所有数据都集中保存在于一个平台中,一方面,便于数据的存储、管理与维护,另一方面,产品开发人员在任意时刻都可通过这个平台访问到产品的最新信息。因此,CAD、CAPP、CAM系统的集成采用基于大集成平台的集成的方法。
 
   
目前,CAD、CAPP、CAM系统各自保存自身的产品设计信息,由于各部门之间的设计系统的不同,致使产品设计中产生了大量的异构数据信息,企业对这些数据也无法找到切实有效的管理方式,数据的保存与管理十分混乱。因此,作为CAD、CAPP、CAM的集成平台,首要的问题就是要解决产品设计过程中产品信息管理混乱的问题,其次还要为CAD、CAPP、CAM系统提供一个协同的工作环境。
 
   
PDM系统管理着几乎与产品相关的所有信息,例如零件结构、图形与文档等。同时,它也记录了产品的设计过程,如工作流程、更改流程等。PDM记录着一个产品从设计到制造甚至到销售维护等产品整个生命周期的全过程,包括其每个阶段的数据。它用自己独有的对数据的组织和管理方法,为企业的产品设计与制造构建了一个并行化的协作环境。
 
   
同时,PDM的这些特点也为CAD/CAPP/CAM系统的集成提供了良好的集成环境。就目前来看,PDM是CAD/CAPP/CAM系统集成的最合适的集成平台,它把每个系统关于产品设计有关的信息统一在平台中,并按一定的规则对这些信息进行管理。CAD/CAPP/CAM系统都可以按一定的规则,从集成系统中获取需要的设计与仿真信息,完成各自的任务之后将信息反馈至PDM中存储于管理,由此实现CAD/CAPP/CAM的集成。
 
   
产品的设计从CAD系统开始,在设计的开始阶段,CAD系统可从PDM系统相关的库中获取产品的设计任务书、技术参数等资料。在CAD中对产品的结构设计完成后,PDM系统将CAD系统中的产品设计信息保存至自身的库中,以便于后面设计的使用。这里所指的产品设计信息包含着两方面:图形文件和属性信息。产品的属性信息主要是指各个零件的装配关系、产品明细、使用材料等信息。在设计的中期阶段,CAD还可从PDM中获取产品设计更改及更改要求等信息。CAD与PDM之间的信息交换如图3.2所示。

CAD/CAPP/CAM与PDM间的信息流

作为数据管理系统,PDM系统中包含了很多关于产品工艺设计的基本信息库,如材料库、刀工具库、设备资源库、工艺规则库等,另外,CAD系统完成结构设计的产品结构及属性信息也保存于PDM系统中。因此,当工艺人员打开CAPP进行工艺设计时,操作人员无需另外去查找产品的模型信息、原材料信息、设备资源等信息,直接在PDM系统中获取相关的产品模型信息和设计资源等信息,从而进行工艺编制。
 
   
当工艺人员完成工艺编制之后,CAPP系统中产生的工艺信息,如工艺路线、工序、工步、具体的加工要求以及对设计提出的改进意见等,也反馈至PDM中,在PDM中统一管理,从而方便上游设计与接下来设计环节的人员查看。
 
   
CAM系统的操作实施是建立在CAD系统的零件信息和CAPP系统的工艺设计信息结果之上的。因此,CAM系统首先通过从PDM系统相关文档和数据库中获取需要加工的产品及零部件的信息模型、加工工艺要求和相关的加工属性。仿真完成后,CAM系统将系统中处理完备的刀具轨迹和NC代码反保存至PDM系统中,统一由PDM系统管理。
 
   
在PDM中,CAD、CAPP、CAM具有统一的数据源,能有效的管理CAD、CAPP、CAM中产生的数据,从而实现了PDM与CAD、CAPP、CAM的集成。其集成架构如图3.3所示。

基于PDM的CAD/CAPP/CAM系统集成框图

如上图,CAD、CAPP、CAM系统通过应用接口、封装以及二次开发等形式,将各自对产品的设计信息与PDM中信息交换,使整个产品信息流在系统内得以畅通集成后,CAD、 CAPP、CAM与PDM集成后,系统的基本工作如下:

    (1) CAD系统进行产品的结构设计,绘制产品的二维或三维图纸的同时,也加入产品的属性信息,保存至PDM系统中,为接下来的CAPP、CAM系统的应用准备必要的设计数据。
 
    (2) CAPP系统从PDM系统中读入CAD系统生成的产品结构模型信息,产品加工信息,产品属性信息等,同时可查阅设备资源信息,原材料信息等。CAPP系统进行工艺编制后,将生成的零件加工工艺规程,工艺路线等信息保存至PDM系统中。
 
    (3) CAM系统从PDM系统中读入CAPP系统提供的工艺参数以及CAD系统提供的产品模型,在模型上生成刀位轨迹和加工零件的数控程序NC代码,经过切削仿真确认无误后,将最终生成的 NC代码保存至PDM中,以便于车间数控机床加工的使用。

 



 
3 CAD/CAPP/CAM集成方案研究
3.1基于PDM系统的CAD/CAPP/CAM集成模式

PDM系统与其它系统集成主要有应用封装模式、接口模式和紧密集成模式。

    (1)应用封装模式
    封装的概念基于面向对象数据类型。对象有两部分组成:接口部分和实现部分。接口部分是对象中唯一可见的,它对对象的操作集进行了阐述;实现部分也包含了两个部分:数据和状态,数据部分用数据描述了对象的性质和当前状态;过程部分记录了每一步操作的实现过程。
 
    封装中,用户只对当前的操作可见,至于操作中设计的数据传递和操作如何实现的过程都是不可见的,即把对象的属性和方法都封装在对应的对象之中。当然,封装系统中用户只能通过调用程序来操作对象,对象的内部结构是无法看到的,封装的这一特性隐藏了信息,对信息具有保护作用。
 
    当PDM与CAD/CAPP/CAM完成封装时,在PDM系统中就能调用CAD、CAPP、CAM系统,产生的操作结果也都保存在PDM系统中,并可在PDM系统中对这些信息进行统一的管理,同时,各个系统之间又可在PDM系统中实现信息的共享。同样,在CAD、CAPP、CAM系统中,也可以对PDM系统中的数据进行操作。
 
    (2)接口模式
    接口模式相比较于封装模式而言,更加的紧密和自动化,整个数据交换过程都不需要用户的参与,自动完成。它把其它系统中需要与PDM系统共享的数据模型复制出来,然后存储至PDM相应的区域中,通过此种方式,将要集成的系统中的数据结构转化为与PDM系统统一的数据结构,由此实现集成系统间的数据的交换。
 
    (3)紧密集成模式
    紧密集成是PDM最理想的集成目标,在这种模式下,各个集成的应用系统都会成为PDM系统的一部分。系统之间不仅实现了数据的共享,相互之间也可以实现某些操作服务的共享。PDM与本身的操作数据或者集成系统中的信息能实现全自动的实时交换。
 
    在CAD、CAPP、CAM各个技术瓶颈问题上能使用PDM功能,达成真正的一体化。在应用紧密集成模式时,需要将图形信息与其相对应的产品结构数据信息按照某个规则捆绑在一起。这样,当其中一个数据发生改变时,另一个像对应的数据也会实时发生相应的变化,从而始终保持PDM与CAD、CAPP、CAM等系统的数据的一致险。
 

3.2 CAD与PDM集成
CAD系统的信息是产品设计信息的源头,其信息量比较大,而且包含的信息类型种类也多,很多信息都将被后续的其它系统引用,如若出现问题,将影响产品的整个设计。因此,CAD系统与PDM的集成是否能实现以及实现的程度怎样是企业很关心的一个内容,同时也是企业设计信息集成中难度较大的一块。
 
   
CAD与PDM的集成旨在CAD系统能够调用PDM系统中的产品配置信息、产品设计的参考文档、产品工艺反馈、产品制造反馈等信息。设计完成之后CAD系统将产品的零部件信息、产品结构信息、图纸文件、BOM结构以及产品属性等信息传递至PDM系统中,其集成架构如图3.4所示。

CAD与PDM集成信息流

如图3.5为PDM与CAD系统插件结构图,首先为集成的系统设计动态数据库,用于储存CAD系统与PDM系统中互相需要交换的数据。UGTOPDM.dll是针对UG系统为PDM系统设计的动态库,PDMTOUG.dll是为CAD系统设计的动态库。这两个动态库是采用面向对象的开发技术,利用Microsoft Visual C++或Microsoft Visual Studio.Net,结合二次开发工具UG/OPEN API开发的。UG OPEN API是UG开放的应用程序接口,其核心包括了2000个C函数,分别用来实现大部分的UG操作。用户编程调用这些C函数来实现与UG的交互。

PDM/UG插件的开发架构

PDM系统通过调用UGTOPDM.dll来提取CAD中的产品信息,如产品的模型结构信息,产品的属性信息,结构树信息,配置信息等。CAD系统通过动态加载PDMTOUG.dll来实现对PDM系统信息的调用,主要有设计文档,工艺评价,制造评价等信息。
 

3.3 CAPP与PDM集成
在CAD、CAPP、CAM技术的应用和发展过程中,CAPP系统是发展较慢的,最主要的原因在于CAPP系统所需要的CAD设计信息以及工艺资源信息无法实现自动转换。一方面,只有CAD产生的图形信息不足以支持CAPP系统完成工艺编制,另一方面,如若CAD系统数据更新,CAPP系统无法及时获取到新的数据。CAD系统与PDM系统集成的实现,使得CAPP可以从CAD系统获得更完善的数据。
 
   
PDM与CAPP的集成系统是基于工艺信息模型驱动的。CAPP系统一方面从PDM中获取CAD系统的产品结构信息,产品属性信息以及BOM信息。另一方面,PDM系统中的工艺资源信息(例如材料、设备等)为CAPP系统中的工艺资源管理、工艺设计与工艺管理提供了信息支持,极大地提高了工艺设计人员的工作效率。此外,用户信息、工作流程信息等由PDM系统管理,保持工艺资源与工艺规程信息的动态一致性,统一存储在PDM中的工艺规程数据库中。在PDM系统中,也可以对存储的工艺文档进行查询和处理。具体的结构如图3.6所示。

CAPP信息流程

在这种模式之下,工艺设计所需要的产品结构、产品设计图纸、产品BOM(EBOM)等信息可以从PDM中获取。而工艺设计的流程存放在PDM系统中,工艺文档、工艺规程、工艺更改等CAPP系统中的信息也存放与PDM系统中管理。因此,CAPP与PDM系统的集成架构如图3.7所示。

PDM/CAPP信息集成框架

    由图可知,CAPP与PDM系统之间的信息交换过程:

    (1)当CAD完成前期设计后,CAPP系统可通过PDM查看到所要完成工艺设计的产品信息,并从PDM系统中获取零件的产品结构信息、设计图纸信息、EBOM以及工艺设计资源等信息。

    (2)根据所获取的相关信息在CAPP系统中完成对产品的工艺设计。

    (3)当CAPP系统完成工艺设计之后,其工艺文件导入至PDM系统中,在PDM系统中进行工艺的审批、修改及管理。
此种集成方式充分利用了PDM系统的过程管理功能,为产品的工艺编制提供了一个协同的工艺设计环境。
 
   
PDM系统、CAPP系统为两个独立运行的系统,系统之间的数据交换通过互相提供的插件程序来完成。PDM系统中安装CAPP提供的插件程序,完成PDM向CAPP的数据传送;CAPP系统中安装PDM插件,完成CAPP向PDM的数据传送。PDM和CAPP系统内部分别设置一个数据交换池,插件程序从此数据交换池中读取数据。
 
   
数据传送/更新操作分为两步进行,如图3.8所示。第一步将源系统将要传送的数据放倒自己的数据交换池中;第二步使用源系统调用目标系统提供的插件程序,设定插件执行参数(数据清单文件名、访问目标系统所需要的账号信息、插件运行环境等),将数据交换池中的数据导入到目标系统中。

PDM与CAPP系统的数据交流方案


    (1)PDM向CAPP系统传输信息
    在PDM中打开一个装置,选择柴油机根节点(工程编号)或者模块节点,执行开发的程序,程序生成清单数据,放到本机的某个目录中。对CAPP进行插件开发,设定插件运行环境,调用CAPP提供的插件程序,根据插件程序的要求设定清单文件名、访问账号,然后执行PDM向CAPP的数据传送或者更新。根据CAPP的要求,PDM提供相应的数据给CAPP。插件程序将数据放到一个清单文件中,清单文件的命名按照一个统一的格式:机型_工程编号_JGtxt,如:7S80MC_D0095C_JGtxt。并采用CSV格式来存储清单文件。清单文件的记录格式如下表:
表3.1 PDM清单文件表。

PDM清单文件表

    程序读取装置节点下的生产清单文件,提取所有需要加工的零件放到此清单文件中。此清单文件内容按照部套号、Item号的顺序排序。清单文件放在PDM数据交换池,用完后删除。
 
    CAPP插件程序从数据交换池中读取清单文件,对其解析生成或者更新CAPP中的产品树。
CAPP系统通过解析清单文件名来确定机型和工程编号,如果工程编号不存在,则是新的数据,创建工程编号节点,依次读取清单内容,创建部套号、Item号节点,形成CAPP中的产品树。如果工程编号已经存在,则表示为数据更新。CAPP应该设置合适的覆盖策略。对于部套号,Item号相同,而其他数据不同(比如材料等),则更新此数据。
 
    (2) CAPP向PDM传输信息
    在CAPP界面上增加菜单操作,使点击此菜单操作实现数据向CAPP传递。选择产品树上的任意一个节点,然后执行此操作(调用数据传送程序)。程序生成清单数据,放到本机的某个目录中。设定插件运行环境,调用在PDM中开发的插件程序,根据插件程序的要求设定清单文件名、访问账号,然后执行CAPP向PDM的数据传送或者更新。
 
    根据PDM的要求,CAPP提供相应的数据给PDM。插件程序将数据放到两个个清单文件中:加工工艺文件清单(描述有哪些加工工艺卡片文件需要导入到PDM系统中)、加工工艺相关文件清单(描述有哪些加工工艺相关文件需要导入到PDM系统中)。所有CAPP传给PDM的工艺文件全部是PDF格式。加工工艺卡片文件名包括方案号,如:1D2006967-1.0Sa_加工工艺A.PDF。所有加工工艺文件清单采用统一的命名:工程编号_JGtxt,如:D0095C_JGtxt。数据格式为CSV格式,其记录格式如表3.2所示。

                                表3.2加工工艺文件清单表

表3.2.jpg

 
    所有加工工艺相关文件清单采用统一的命名:工程编号_JG_O.txt,如D0095C_JG_O.txt。数据格式为CSV格式。记录格式如表3.3 。

加工工艺相关文件清单表


PDM插件程序从数据交换池中读取加工工艺文件清单,通过解析清单文件名,得出工程编号。对于清单文件中的每一行作如下处理:
    1)将工艺卡片文件,放到对应的Item Rev下,引用关系为Manifestation。数据集名称和工艺文件名一致。如果存在同名数据集,则覆盖此数据集文件(先删除,后创建)。
 
    2)用新的加工工艺方案替换装置文件夹中的老的加工工艺方案。本装置所使用的加工工艺文件放在“工程编号项目文件夹-工艺设计阶段-加工工艺一部套号”文件夹下。根据加工工艺卡片名(不包括方案号)查找此文件夹中是否存在加工工艺方案,如果存在,则删除这个(这些)方案。然后创建新的加工工艺方案。装置文件夹中只保存一份工艺方案。
 
   
PDM插件程序从数据交换池中读取加工工艺相关文件清单,通过解析清单文件名,得出工程编号。对于清单中的每一行做如下处理:将工艺相关文件放在“工程编号项目文件夹-工艺设计阶段-加工工艺-部套号”文件夹下。数据集名称和工艺文件名一致。如果同名数据集存在,则直接覆盖(先删除,后创建)。
 

3.4 CAM与PDM集成
CAM系统是对产品在现场加工的模拟,它在一定程度上能检验产品的结构设计及工艺设计是否正确。CAM系统的运行需从PDM系统中获取CAD系统的产品特征信息、模型信息,以及CAPP系统的加工路线、切削参数等信息,此外还需获取PDM本身数据库中的刀具信息、设备负荷等设备资源信息等。CAM系统获取这些信息后进行零件加工仿真,得出刀位轨迹信息和NC代码,并对NC代码进行处理修正后将完备的NC代码以及刀位信息传递至PDM系统中,同时也附带工艺反馈、制造评价等信息。其信息流如下图3.9所示。

PDM/CAM信息流

   
由于CAM与PDM系统之间的传递的信息大多是文档类信息,如刀位轨迹、NC代码、工艺方案等,所以CAM与PDM的集成相对并不复杂,采用封装的模式就可满足这些信息之间的互相传递。通过CAM与PDM系统之中各自的接口函数以及提供的开发工具,对CAM进行客户化开发。在CAM系统中开发中间格式的模型文件用于存储PDM中调用的数据。通过对一些常用接口工具的开发,用来实现对PDM系统中工艺文件信息、设备资源信息以及刀工具等信息的调用。同时对CAM开发提交NC代码以及刀位文件的接口工具,把CAM系统仿真的信息反馈至PDM中保存。

 



 
4 生产仿真系统与PDM集成方案研究
4.1 生产仿真系统选择

目前,大部分企业的产品经过CAD、CAPP、CAM系统的设计,确定生产计划之后就会进入现场生产环节。这种模式缺少对车间实际生产的模拟,从而确定的生产计划也不一定是最有利于实际生产的方式。如能对投产前甚至已经投产的产品进行生产系统的结构布局、生产计划、作业调度以及物流等方面的仿真,通过分析仿真的结果,来验证或调整车间的生产计划和调度方案,有利于提高生产系统的加工能力和生产效率。此外,仿真系统还能模拟仿真出生产过程中的瓶颈问题,对其进行相应的改进,从而平衡制造资源的负荷率,优化车间生产资源的配置,缩短产品的生产时间,提高生产效率。
 
   
目前,针对离散型企业系统仿真的软件,国内外较流行的有Flexsim、Extend、Wintess、 TiPDM和AutoMode等。相对于其它仿真软件,TiPDM软件在制造领域应用比较广泛,其对模型的创建和系统的仿真以及展示等方面都有着一定的优势,而且,在进行与生产相关的决策方面也具有优势。因此,本文的生产过程仿真系统选用TiPDM系统
                            
 
不同于以往的一些面向过程的仿真软件,TiPDM采用的是面向对象的建模的编程方法,因而具有更为灵活的建模方法,使用也更为方便。相比与其它仿真软件,其主要的特点有如下几点:

    (1)交互式的建模环境。一般传统的软件需要在模型完全建立完善之后才能开始仿真。在TiPDM中,建模与仿真之间是相互不独立的。这种情况下,如需变更模型,仍可继续进行仿真。用户可随时对模型进行需要的修改,使得建模更加的方便,简便。
 
    (2)面向对象的建模。对象是TiPDM中建模的基本单元,每个对象除了代表其模型外,还封装了该模型有关的属性和方法。其它对象可以其内部接口实现与该对象的互联。对象也具有继承性,可重复使用。
 
    (3)接口与集成。TiPDM对外提供了很多接口模块,如ODBC、SQL、Socket、ActiveX、C语言程序接口、Excel、HTML、COM接口、DDE等,这些接口使模型能够方便地与其它系统实现数据传输。
 

4.2 TiPDM与PDM集成信息分析
TiPDM仿真的运行需要两方面的输入数据:当前车间生产计划和仿真零件的产品加工工艺路线。当前车间生产计划的输入明确了已存在的设计任务和其所处的工艺阶段,在这个基础上做仿真分析能尽可能提高仿真结果的准确性。目前,企业的产品工艺数据繁多,生产计划数据量特别庞大,如采用人工输入的方法,工作量将过于繁重。
 
   
PDM系统作为产品数据管理,其系统中就包含着生产计划数据,在实现了PDM与CAPP系统集成后,在PDM系统中直接能获取产品工艺路线。因此,TiPDM仿真所需的数据都可从PDM系统中获取,在进行初始化参数,设定仿真时间等操作对生产系统的仿真后,得出仿真结果,反馈至PDM系统中,可在一定程度上供相关人员作为生产计划制定或修改的依据。其操作和信息传递如图3.10所示。

Plant Simulation仿真信息流程

TiPDM中提供了ODBC(开放式数据连接)接口,其与PDM系统的集成,可通过对ODBC接口的开发来实现。根据生产计划中的物料号,从PDM系统中查找对应产品的工艺流程以及工时等数据,通过对插件程序的开发获取需要的数据,将工艺信息转化成仿真中可用的信息。
 
   
目前企业采用Excel来制作车间作业计划,如将生产计划以Excel的形式导入TiPDM中可大大减少仿真数据的输入工作量。应用TiPDM中的Read Excelfile接口函数和Simtalk语言可将生产作业计划导入并存放于Tablefile对象中。导入数据的对话框如图3.11所示,选择作业计划导入至模型中,部分生产计划如图3.12,编写如图3.13所示的产品属性之后完成产品的仿真环境准备。

导入模型后的车间作业计划

产品相关属性

经过上述操作后,开始进行生产建模,并进行仿真运行,TiPDM可仿真出生产过程中投产时间、完工时间以及每个任务的通过时间等,并可对瓶颈点提出报警,最终仿真完成后可生成仿真报表,通过开发的接口传输至PDM系统中,以便于操作人员根据仿真的结果进行作业计划的调整或最终制定。
 



 
5 结
本章阐述了产品设计过程的现状和工艺设计信息集成的需求,通过对集成方案的分析,提出了基于PDM系统的CAD/CAPP/CAM的集成方案。完成对CAD/CAPP/CAM集成架构的设计后,分别对CAD与PDM、CAPP与PDM以及CAM与PDM的集成信息作了分析。在最终的集成系统上引进了TiPDM系统对生产计划进行仿真,并分析了其集成方法和集成信息,对生产计划的制定和修改起到了验证作用。
 

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  • 2019-11-04 10:59
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