CAPP的工艺数据管理

【导读】
摘要:本文研究如何实现可以对CAPP工艺数据和资源数据进行管理,带有用户、版本、流程等控制的网络化的工艺数据管理系统。
摘要:本文研究如何实现可以对CAPP工艺数据和资源数据进行管理,带有用户、版本、流程等控制的网络化的工艺数据管理系统。

概述
  CAPP(计算机辅助工艺规划)是计算机技术在工业生产中的重要应用之一。随着企业应用计算机技术的深度、广度的加大,以及网络化技术的普及,CAPP系统与CAX(包括CAD、CAM等)系统以及与PDM、MRPⅡ等系统之间的网络化集成,得到了企业的欢迎。集成化、网络化、通用化的CAPP系统的开发成为目前研究的重点。这类CAPP系统不仅着重实现计算机对工艺规划的辅助作用,同时也很注重计算机对工艺数据、资源数据、用户权限、工艺编写流程等的管理,同时充分利用网络技术,辅助多个参与工艺编制或管理的人员协同工作。




 
1工艺数据管理系统与CAPP的关系其特点
  由于CAPP系统的主要处理对象为工艺文档,其输入为制作工艺必须的产品设计信息、公共资源信息、已经存在的工艺信息等:输出为工艺文件及其附属文档(包括附图等)实现对上述CAPP系统的输入和输出的管理是工艺数据管理的必要条件。除此之外,需要对用户信息、版本信息、权限信息、流程信息等独立于CAPP系统之外的信息进行管理。只有通过对这些独立信息的管理,并控制与CAPP系统的数据交互,才能实现对CAPP系统编制工艺方法、范围等的控制。该系统的特点有:
 
  ●开放性:系统的开放性包括系统管理规则可以灵活定义,且对所管理的工艺数据的格 式不作限制。上述管理规则包括权限的指派、角色的创建、用户的角色归属指派、流程环节的更改等。良好的开放性不仅是系统适应实际应用情况能力强弱的重要指标,也是影响软件生命周期长短的重要因素。
 
  ●集成性:由于系统的开投基于CAPP系统,可以保证与CAPP数据交换莱道的通畅,同时,嵌入CAPP系统以用于管理的模块采用面向对象规范的对象模型方式,实现了对CAPP处理过程的集成化管理。
 
  ●对用户组织和工作流程(Workflow)的支持:由于用户在系统中的操作因其工作目的 而不同,引入了角色概念,实现了对用户的组织。由于工艺修订流程的相对稳定性, 引入流程管理,控制CAPP工艺修订工作的流程。
 
  ●对工艺并行修订的支持:CAPP的网络化为工艺并行修订提供了可能,而流程控制定义了不同用户对工艺文档的控制权限,则保证了工艺数据的一致性。同时,工艺修订中不同用户可以进行信息的交互,也为工艺并行修订提供了有力支持。




 
2工艺数据管理系统开发原则与体系结构
2.1工艺数据管理系统与CAPP系统集成
  由于系统是基于CAPP的,因此需要保证与CAPP系统的集成。集成的内容包括数据的集成和功能的集成。数据集成体系在提供CAPP需要的工艺数据,并对CAPP系统输出的工艺数据加工后加以管理。功能的集成包括根据权限定义限定CAPP系统的工艺修订操作、根据流程指派不同用户调用CAPP的不同功能等。
 
2.2工艺数据管理系统中的软件重用和面向对象
  面向对象方法从方法论层次支持了软件的重用。采用符合面向对象规范的软件工具(如Visual C++、Visual Basic等),运用符合面向对象开发规范的开发方法,可以开发出模块级的可重用模块,很大程度上提高了软件的品质、缩短了开发周期、降低了开发成本井提高了软件的可靠性。
 
2.3体系结构
  工艺数据管理系统是CAPP的数据提供者。采用关系型数据库管理系统(RDBMS)作为数据管理底层,具有较成熟的实现技术作为支持,同时效率很高;在数据库的访问上,采用Client/Server体系结构,适合在企业网(Intranet)内部应用,其规模、技术难度和费用都是较为合适的;对数据库的操作,采用微软提供的基于最新的CLI(调用级接口)——OLE DB——的ADO对象封装模型;在ADO的数据操作功能基础上,根据系统内部功能关系抽象出的若干实体对象(如用户、工艺文档等),建立功能级的对象模型,以ActiveX DLL的形式嵌入系统主体中;体系的最高层为用户界面,通过运用功能级对象的属性、方法、事件来实现具体的面向工艺制定的管理功能。具体请参见图1。
 
图1工艺数据管理系统体系结构



 
3工艺数据管理系统韵功能
3.1产品结构和工艺版本管理
  CAPP的处理对象——工艺文档——是隶属某一具体产品(或零件)的,而产品又是具有一定层次关系的一个由最小加工单位组成的树形拓扑结构,如从高到低可以为:产品→系列→型号→部件→零件。而工艺文档本身也是一个复合的概念,一份工艺文档在设计过程中,由于描述方法的不同,设计方案的差异。以及性能要求的差别和工艺人员主观意识的差别,在设计的不同阶段将产生多个不同的设计结果,每个设计结果就成为该文档的一个版本。
 
  细化到每一份文档内部,又可能是由多份相关的但不同类别的工艺卡片组成,如工艺过程卡、工序卡、附页、附图等。对于上面所描述的结构,我们用一个树状的产品结构树(见图2)来表示工艺文档的组织结构,同时通过对产品结构树中节点的处理(包括增、删、改等)来实现对工艺文档的基本处理。
 
图2产品结构树
  
  为了方便对工艺的多个版本进行管理,我们对某一工艺的多个版本加以区分;修订完成的多个工艺文档版本统称为正式版,其中有且仅有一个供实际使用的版本(称为主版本);对于某一个工艺展开修订而产生的新版本为称为修订本,其中属于同一修订来源、但分属不同修订环节(如分别为设计、审核等的修订结果)的为该修订本的修订子本。在此基础上,系统制定了一些规则以实现版本的控制,如:

  ●同一工艺(如一个具体型号的机械零部件的工艺)允许存在多个版本。
  ●对一工艺进行修订时,为防止破坏原版本.系统自动创建一个原有工艺的副本供修订一个修订本在被一个工艺人员(以某个角色)处理(指设计、审核等)时,系统自动锁定该工艺,其它工艺人员只能查看,以保证工艺的一致性。
  ●修订本只有被批准后,才成为正式的版本(默认作为主版本),可以被使用。
 
3.2权限管理
  进行权限管理的目的是允许不同使用者使用不同的权限登录并以不同身份操作系统。对于不同的工艺文档,同一个用户对它们可能会拥有不同的操作权限;另一方面,对于同一工程数据,多个用户对其的操作权限也不可能都一样。然而对于相同工种的工艺人员(如设计人员),其操作的对象可能不同,他们具有的权限有可能是相同的。也即存在这样多种特定权限的组合(或分组),对于每一种分组,其具有的操作权限是一致的。
 
  举例来说,作为负责工艺文档设计工作的一组工艺人员,其权限都是对工艺进行增、删、改等,而作为负责工艺文档批准工作的一组工艺人员,其权限都是批准修订本工艺。因此,在一般的用户管理——对用户账号进行增、删、改等维护——的基础上。我们引入“角色”来表示这些分组。角色代表用户登录到系统里以后被赋予的权限的组合,由于这种组合是从实际工作中抽象出来的,因此具有实际含义。对于属于周一角色的用户,他们具有的权限是一致的,由于“角色”的引入,使得为这些用户指定多个抽象的操作权限的工作简化成为他们指定一个具有实际含义的角色。
 
  这样,用户登录进入系统,根据其选定的角色,系统就可以取得他的一组权限,根据这组权限,系统就可以控制该用户进入系统后的行为,将该用户的操作记录到系统对特定角色进行审核的日志中,并根据用户的权限为其提供不同的系统对象视图
 
3.3柔性流程管理
  如何设计和安排好工艺设计的整个流程(Workflow),是工艺文档修订能否高效、准确地进行的保证,也是多个工艺人员有效合作的保证。利用流程管理,系统规范化和标准化了版本的生成过程,保证了版本的数据完整性和一致性。在CAPP系统中流程一般指工艺修订中必须经历的诸如“设计”、“审核”、“会签”、“标准化”、“批准”等的整个过程(见图3流程部分)。每一个步骤我们称为流程的一个环节。由于不同企业情况不同,流程中环节的名称、性质和数量都可能不同,因此需要对环节进行灵活的定义,包括环节的添加、删除、为环节制定特定工作群体等,我们称之为“柔性(Flexible)流程管理”。
 
  由于处于每个环节的工艺人员所做的操作不同(即对应了不同的操作权限集合),因此可将流程中的环节与角色对应起来(因为角色的含义正好是一组操作权限的集合)。比如流程中的“设计”环节,它需要工艺人员具有对工艺进行设计所必须的一系列权限,这些权限在定义“工艺设计人员”这个角色时已经指定,因此通过将“工艺设计人员”和流程中的“设计”环节对应起来就实现了为流程中环节指定可用操作。
 
  流程管理除了定义环节外,最主要的工作是将一系列具体工艺的修订任务指派给不同的工艺人员来完成,每一项修订任务可以指派给一个或多个人。工艺人员按照所属环节的先后关系依次完成上述各个修订环节的工作。
 
  在流程与角色绑定的基础上,流程的环节就和一组具有对应角色的用户对应起来了。通过在这个范围中指定用户就可以完成任务的指派了。如指定进行“设计”环节工作的用户,可以在与“设计”对应的“工艺设计人员”角色中选择用户来担任(见图3)。
 
 图3用户、角色和流程的对应关系
 
3.4项目管理
  在CAPP系统中,开启一次对工艺文档的修订流程可以看成一个项目的开启。
  一个项目一般由多个工艺人员共同完成,流程管理已经提供了协调这些工艺人员进行工作的功能,但是对于某一用户,可能同时需要完成多个项目中的工作,同时也可能在一个项目中担任多项工作,因此他必须了解与他相关的项目的个数和项目信息、在各项目中担任的工作、各项目中各环节的完成情况等。在某一特定时刻,用户是否可以开始其在一个项目的工作,取决于该项目的完成情况。
 
  为了简化用户的操作,引入项目管理,负责检查当前登录用户的所有任务的状态(可以开始工作或需等待等),以及在可以开始任务的情况下,根据任务的性质(如针对不同类型工艺的处理,或者不同的流程环节等)提供用户快速进入任务的方法。




 
4
  在具备了基本功能的CAPP的基础上,通过引入版本管理、权限管理(包括用户管理和角色管理)、流程管理和项目管理,实现了集成化的工艺数据管理系统。
 

  • 2019-06-06 11:54
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