随着产品数据管理 (PDM) 技术的发展和应用的深入,在PDM平台上开发CAPP,实现面向整个产品的工艺设计和工艺文件的管理成为一种趋势[1~5].本文结合国家863CIMS应用示范工程——科龙CIMS重点项目的实施,选用EDS公司的PDM产品IMAN作为平台,开发出了一个基于IMAN的CAPP系统,实现了CAD/IMAN/CAPP/MRPⅡ集成.强调在IMAN的基础上实现CAD,CAPP与MRPⅡ之间的信息集成与共享,利用已解决的工艺设计问题解决新问题,不片面地追求工艺设计的自动化和智能化.
1、基于IMAN的集成化CAPP系统总体结构
系统总体结构如图1所示.

图 1 CAPP系统与CIMS其他系统的关系
CIMS成败的关键在于集成.为了实现CIMS各子系统间信息的共享与集成,CAD,CAPP和MRPⅡ等应用系统通过统一的产品数据管理系统IMAN、产品数据库和网络集成起来,其中CAD和CAPP等应用系统的设计结果均提交给IMAN进行统一管理,各应用系统之间不再进行数据的直接传送 (即串行传送),而是通过网络、数据库与IMAN进行数据交换和实现数据共享 (即并行传送).
根据以上分析,结合常规CAPP的功能,并考虑到在IMAN上开发CAPP的特殊性,充分利用IMAN原有的功能,兼顾CAPP系统本身的要求,同时实现与MRPⅡ的集成,进而实现CAPP与IMAN的紧密集成,提出了CAPP系统的功能结构.其摸块结构如图 2 所示,从图中可知,该系统包含以下六大功能摸块.

图 2 CAPP系统功能结构
工艺资源管理模块:包括工艺设计规则,物料规则和工艺资源,用于在工艺设计时向用户提供在线资源查询和某些辅助智能工艺决策等.
工艺文件管理摸块:用于对工艺文件 (包括典型工艺文件),如管理工艺文件、工艺规程文件和质控工艺文件等进行组织管理.
工艺设计模块:用于生成和编辑工艺文件.
MBOM生成模块:用于生成和管理MBOM.
工艺设计流程模块:用于对工艺设计流程进行控制.
系统管理模块:用于人员模型管理,权限设置,工作流程定义,系统配置,系统日志,备份等.
2、关键技术及解决方案
2.1 面向产品的工艺设计
传统的CAPP大多面向零部件级对单个零部件进行设计,而本系统则基于工艺文件管理,面向产品并以产品结构树为基础,采用变异式方法进行工艺设计.同时,工艺设计过程的实质是产品结构树的生长过程.
在面向产品进行工艺设计时,产品结构树是工艺文件组织管理的核心.因此,工艺设计前,先应将其打开.如果存在相同或相似的工艺文件,则可采用变异的方式进行设计.否则,需通过特定的流程重新创建.因此,产品类型越相似,系统中已存储的工艺文件越多,设计就越方便、越快捷.这样一来,文件在数据库中就存在着大量的引用关系,这对于利用已有的工艺设计新工艺是极为方便的,同时也降低了数据库的冗余,便于维护数据库的一致性.由于在实际中,产品的引用关系相当复杂,因此引用关系处理的好坏往往是系统成败的关键.
工艺文件引用分成两个层次:自动引用和人工建立引用关系.当产品的某个部件或零件在设计时借用另一产品的某个部件或零件,而且当被借用的部件或零件的工艺文件已存在时,这些工艺文件将全部自动被引用.当一个部件或零件与现有其他产品或典型零部件相似,且二者之间并未建立设计引用关系时,可以引用另一个产品或典型零部件的单个工艺文件.这样可以充分利用已有的工艺文件形成新产品的工艺,达到减少重复工作、提高效率、维护工艺设计结果的一致性.工艺文件的引用由IMAN系统维护.
2.2 IMAN与工艺文件编辑器之间的通讯
由于工艺文件的管理摸块是在IMAN上二次开发的,同时,工艺文件是一个图文与表格的综合体,因此最好用图文编辑工具对其进行编辑,最常用的图文编辑工具当属AutoCAD,因此,工艺设计和工艺文件的生成和编辑在AutoCAD中进行.但是,工艺设计和工艺文件编辑的入口是在IMAN的workspace,,同时,工艺文件设计的中间和最后结果都将提交给IMAN进行组织和管理.因此二者之间必将存在相互通讯问题,......