基于PDM平臺的工藝發展趨勢探討

摘要：隨著產品數據管理（PDM）技術的發展和應用的深入，使用基于PDM平臺的專業CAPP，實現面向整個產品的工藝設計和工藝文件的管理成為一種趨勢，并將逐步取代傳統的工藝。從工藝的發展趨勢看，工藝正朝著規范化、集成化、智能化方向發展。

關鍵詞：工藝；CAPP；PDM；信息集成

隨著企業信息化發展，工藝設計制造也應隨之進步，單一的工藝卡片表格編制已滿足不了企業發展需求，必須應用專業CAPP。工藝卡片所有列信息都與工藝資源建立關聯關系，并且工藝卡片所有信息都能提取后處理，滿足自動化單元之間信息傳遞和轉換，解決“信息孤島”的問題。目前，制造業企業實現信息化最關鍵的問題，就是企業技術部門與生產管理部門的信息集成，因為企業資源管理系統ERP要能夠正常運行，就需要準確的技術基礎數據：產品結構、工藝路線、工序名稱、工時定額、材料定額等信息。所以，將來工藝發展趨勢就是在PDM環境下，以數據庫的形式將工藝數據轉換到ERP系統的信息大數據庫中，實現企業技術部門與生產管理部門的信息系統無縫集成。

一、工藝現狀

近幾年，根據本單位工藝應用情況，也調研過一些企業單位的工藝應用情況，相比研發設計，工藝都有滯后現象，并從不同程度影響企業的長遠發展。很多企業單位的CAPP僅局限于制定工藝規程，已經不能滿足企業信息化的需求；工藝卡片所有工藝信息都需要人工輸入，工藝與設計信息是分開的，工藝人員重復勞動，嚴重影響工作效率，并且由于二次手工輸入存在輸入錯誤信息等問題。

二、工藝預處理的工作

（1）建立適合企業的工藝資源庫：設備庫、工裝庫、刀具庫、標準工具庫、外購件庫、典型工藝庫等。

（2）工藝的規范化、標準化工作。a.工藝規程模板的規范化、標準化：定制適合企業運行模式的工藝規程模板（包括下料工藝規程模板、加工工藝規程模板、熱處理工藝規程模板、總裝工藝規程模板等），并且規范化、標準化。b.工藝資源庫內容與工藝卡片對應列的關聯：規范化的工藝卡片所有列信息都與工藝資源建立關聯關系，在用CAPP系統進行工藝設計時，能方便快捷地查詢各種類型的工藝數據，并自動填入工藝文件中去。c.工藝基礎數據的完善、規范。

（3）建立《工藝規程編審》、《工裝、工序圖設計》等工藝流程，達到“流程管事”。

（4）制定工藝操作規范管理制度，達到“制度管人”。

三、PDM平臺對CAPP的技術支持

（1）環境支持：在PDM通過定制和二次開發滿足企業個性化需求，從產品結構樹方便、快速的查找到對應對象的文卷、屬性以及關聯對象的工藝文件等信息（如下圖1）

（2）信息集成： PDM系統與CAPP系統信息集成主要是解決系統之間的信息共享、交流與傳遞。以PDM為框架進行的與CAPP系統的集成，是實現產品數據的高效管理和共享信息化工作的核心。數據集成包括產品數據的數據集成，工藝信息的集成和共享，工藝資源數據集成，而數據管理是PDM的主要功能之一。CAD/CAPP/PDM一體化集成系統中提供的產品BOM，技術數據，零部件設計及工藝屬性，加工工藝路線，工時、材料定額，毛坯類型等信息，是幫助ERP系統管理好制造資源相關數據，如庫存信息，成本信息，制造BOM等重要數據。并且在PDM環境下，以數據庫的形式將數據轉換到ERP系統的基礎信息數據庫中，實現企業技術部門和企業管理部門之間的信息集成。

（3）工作流程管理：在PDM支持下，實現了CAD、CAPP、Word文檔的流程自動簽名，所有技術文件、工藝卡片等文檔的校審全部實現了流程管理。充分利用PDM系統的權限管理，按角色定義，角色不同權限不同，進行工藝技術人員角色和權限的分派。因PDM對企業用戶組織和工作流程的支持，且工作流程的實現完全依賴于PDM，所以一般新的設計文檔、工藝文檔都可以通過工作流進行設計或編制。工作流通過文檔對象在工作流的各步驟任務之間的傳遞，實現簽審過程，并實現文檔狀態的變遷，流程完成自動發布歸檔（如下圖2）。

四、研究CAPP技術意義

（1）用專業CAPP替代傳統的工藝過程設計，對于機械制造業具有重要意義?？梢詫⒐に囋O計人員從繁重、重復的勞動中解放出來，轉而從事新產品及新工藝研究等智造工作。

（2）提高工藝過程設計質量，計算機能按程序要求進行工藝過程設計，減少人為因素的影響，工藝過程規范化、標準化。

（3）工藝直接指導生產，專業CAPP技術能夠縮短生產準備周期，減少工藝過程設計費用及制造費用，提高生產效率，提升產品的市場競爭力。

（4）專業CAPP集成性好，提供標準集成接口：與CAD/PDM/ERP等軟件的集成，實現企業數據的自動傳遞。真正起到工藝設計的橋梁作用：向上，可以直接讀取CAD的設計圖紙信息；向下，可為PDM、ERP系統提供所需的工藝路線、工時定額、材料定額、工序名稱以及使用設備等信息，實現了真正的信息集成

五、工藝發展趨勢

（一） CAPP的規范、標準化管理

1）工藝規程模板的規范、標準化：定制適合企業運行模式的各類工藝規程模板，并且規范、標準化，以便在PDM系統和ERP系統中順利運作。

2）工藝資源庫內容與工藝卡片建立了對應列關聯，工藝卡片所有信息都能提取后處理，滿足自動化單元之間信息傳遞和轉換。

（二）使用PDM平臺的專業CAPP

1）使用PDM系統的權限管理：對不同角色的工藝技術人員進行CAPP的專業技術分工作業，并授予相應的對象操作權，實現“專業人員編輯，其它人員參考、瀏覽” 。

2）使用PDM系統的工作流管理：制造業企業采用工作流管理的價值在于可以讓技術文檔的簽審過程實現自動化。人員、文檔、權限及各類數據資源跟隨流程的過程而自動變化，提高了文檔流轉的效率、安全性和規范性，同時給設計者提供一個最方便的工作環境，實現“流程管事”。

3）使用PDM系統的版本管理：實現CAPP工藝技術文件的唯一性、有效性。

4）使用PDM系統的工藝數據管理：將工藝路線、工時定額等數據統一存放到PDM數據庫中，方便查詢、追溯，也可供ERP等其它系統調用，實現資源共享。

（三）三維CAPP技術

目前工藝規程是以二維形式表達的，工藝與設計信息是分開的，工序簡圖脫離了三維產品模型，工藝設計過程，工序簡圖往往需要重新繪制。工序簡圖與產品模型無法實現全關聯，一旦產品模型發生變化，工序簡圖不能關聯改變。

所以，利用三維CAPP技術對零件的工序卡片進行定義，更加直觀、系統地表現出零件的各種加工特性，有助于工人的理解，提高生產效率。

（四）信息集成化

CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是PDM與ERP產品信息的重要來源。這些系統的發展可以相對不平衡，但必須在并行工程思想的指導下實現CAPP與CAD、CAM等系統的全面集成，發揮CAPP在整個生產活動中的信息中樞和功能調節作用。這包括與產品設計實現雙向的信息交換與傳送；與生產計劃調度系統實現有效集成，實現企業級乃至更大范圍的信息化。

六、結語

從工藝的發展趨勢看，工藝正朝著規范化、集成化、智能化方向發展。在未來的制造業，隨著企業信息化進程的推進，企業對工藝信息系統的需求日益迫切，傳統CAPP系統僅局限于制定工藝規程遠遠不能滿足企業信息化的需求，越來越多的企業在以基于PDM的專業CAPP替代傳統CAPP，所以專業CAPP將在信息化的制造業中發揮越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]許常鑫，等.基于PDM的CAPP技術.制造技術與機床.

[2]童秉樞，李建明.產品數據管理（PDM）技術.

作者簡介：羅素文（1979），女，漢族，本科，工程師，主要從事機械設計制造工藝工作。