机械CAD CAM-第十章 基于PDM的CADCAM集成技术

一、产品数据管理的根本概念二、PDM系统的体系结构三、PDM的主要功能一、产品数据管理的根本概念在数字化的产品开发过程中，以上问题已经严重阻碍了企业的开展，企业迫切需要一种具有下述功能的信息根底平台：1)合理地组织、管理产品生命周期中形成的各种产品描述数据，为产品开发人员提供一个透明、一致、平安、实时的产品信息共享环境。2)为各种应用系统提供一个集成的框架，实现多专业、多领域、多阶段的产品的集成建模与管理。3)支持协同产品开发，为产品开发提供一个并行的、跨部门、跨专业、跨地域的协作环境。第一代：20世纪80年代初，一些大的CAD／CAM软件厂商在已有的CAD／CAM系统中添加了工作组级的数据管理模块TDM。第二代PDM产品：如EDS公司的iMan、美国SDRC公司的Metaphase等。增加了如产品生命周期管理、产品结构与配置管理、数据的发布／更改流程控制、应用系统集成管理等新的功能，并初步实现了部门级到企业级的信息与过程集成等。3．PDM的定义UGS公司的定义：“PDM系统是一种软件框架，利用这个框架可以帮助企业实现企业产品相关的数据、开发过程以及使用者的集成与管理，可以实现对设计、制造和生产过程中需要的大量数据进行跟踪和支持。〞

OMG组织在PDMEnablerVl．3中对PDM的说明为：“PDM是一种软件工具，用来管理各种工程信息，支持产品配置和产品工程过程的管理。工程信息包括了数据库对象和文档对象，这些信息与特定的产品、产品设计，或者产品族、生产过程、工程过程等相关联。工程过程支持工作流管理、工程更改和通知管理。在许多制造组织中，PDM是产品开发活动的中心的工程信息存储仓库。4．基于PDM实现CAD／CAM集成的意义可以消除企业中不同部门对产品信息理解的差异，消除地理位置的影响，提高信息查询的速度，保证产品信息的平安，将信息的产生、审批、更改正程纳入统一的管理中。企业实施PDM能够缩短产品研发周期，优化企业流程，保证设计与制造的准确性和一致性，降低制造本钱，提高设计质量，管理工程变更过程及其范围和影响。三、PDM的主要功能(一)电子仓库管理(二)文档管理(三)产品结构管理(四)产品配置管理(五)工程管理(六)用户与组织团队管理(七)工作流与过程管理(八)系统集成(九)系统平安与权限管理(十)系统管理(一)电子仓库管理PDM中的电子仓库(DataVault)提供统一的产品数据存储和控制机制，为企业各部门、工程组和用户提供网络化的、虚拟的电子文件柜。使用者将通过PDM提供的统一界面完成所有操作，而无需了解实际物理的存储位置和存储方式，实现信息透明、过程透明。电子仓库一般是由分布或集中的数据库系统和文件效劳系统组成。。(二)文档管理“文档〞可以看作是描述产品特定信息的各种相关文件的逻辑容器，它具有一定的特性，称为“属性〞，保存在电子仓库的数据库中；还具有假设干各种格式的内容文件，保存在电子仓库所对应的文件效劳器中。一个文档可以引用其它的文档或被PDM中的其它各种数据对象所引用，以描述产品的不同特性。图10-4为文档对象的构成示意图。(三)产品结构管理产品结构以树状形式描述，树中各个节点分别表示部件或者组件，叶节点表示零件，一般以图示的方式直观的反映差品、零部件之间的层次关系。零部件的对象管理零部件分类、零件族管理零部件编码管理零部件版本管理产品结构树管理(四)产品配置管理按照ANSI／EIA-649标准中的定义，配置管理(CM)是“一种管理过程，用来在产品的整个生命周期中，建立和维护产品的需求、设计和行为等信息，与产品的性能、功能和物理属性等的一致性。〞简单地讲，CM是应用于产品整个生命周期中的一种活动和过程，它提供对于产品的功能、性能和物理属性等的标识和控制。CM的根本目的是保证产品按照预期的设计完成相应的功能，准确、详细地标识和记录产品的物理结构和组成，使得产品可以被重复制造，并满足预期的使用性能、维护、维修和更换等需求。在PDM中，CM以电子仓库为底层支持，以材料清单(BOM)为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。产品配置管理能够建立完整的BOM表，实现其版本控制，保证产品数据的平安性和完整性，高效、灵活地检索最新产品数据，使企业各部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，对应不同阶段的产品定义，生成相应的产品结构视图。(五)工程管理PDM中工程管理的重点是在产品开发过程中实现工程方案、组织及相关数据的管理与配置，进行工程进度跟踪和方案反响。其主要功能包括工程整体管理、工程方案管理、工程组管理、任务分发与执行、工程流程管理、工程进度跟踪、工程数据管理。到目前为止，工程管理在PDM系统中正在不断完善。许多PDM系统通过与商用的工程管理软件实现集成，提供设计过程中的工程管理功能。(六)用户与组织团队管理(1)用户根本信息管理(2)部门管理PDM系统可以围绕部门进行数据的组织、用户权限的分配、工程或流程的管理等。(3)工程团队管理工程管理是一种动态的管理方式，一般可以围绕企业中的工程或型号建立工程团队，指定各小组的负责人和参与者，按照用户的职责定义工程角色，进行任务分配和权限管理。(七)工作流与过程管理企业在进行产品开发时通常会制定相应的产品开发流程，如新产品研发流程、设计审批流程、工艺会签流程、设计更改流程等，图10-13为一个典型的企业产品工程设计、制造流程。在产品开发过程中，几乎所有的工作都可纳入到一定的工作流程中，设计人员依据收到的任务开展工作，采用适当的CAD／CAM工具完成设计工作。产品数据在任务执行过程中被建、修改和完善，并按照设计过程规定的顺序随设计任务在设计人员间传递。(八)系统集成PDM系统作为企业产品信息的集成平台，需要集成CAD／CAM、CAPP、企业办公自动化系统、ERP、工程管理等应用系统。PDM厂商通常会针对市场上典型的各类软件进行集成开发，以集成套件的形式提供给用户。用户那么根据企业已有的系统进行选配。(九)系统平安与权限管理1．用户登录与身份认证2．角色管理3．平安策略管理4．数据加密5．数字签字6．系统日志7．数据备份与灾难恢复管理(十)系统管理一般PDM系统会提供相应的系统安装与配置工具，针对不同企业的实施工作，还提供了系统数据建模及二次开发工具。系统建模工具允许用户在进行高级系统开发时，对PDM已有的对象类型进行客户化定制，用户无需编程，通过图形化的工作界面即可定义对象类型、对象关系、对象属性等。一、基于PDM的CAD/CAM集成总体结构二、基于PDM的CAD/CAM集成的实现三、PDM的实施方法与组织一、基于PDM的CAD/CAM集成总体结构1、CAD／CAM集成的目的

(1)统一的产品定义与信息共享(2)开发过程的统一管理和控制(3)应用工具集成

3基于PDM的CAD/CAM集成总体构架二、基于PDM的CAD/CAM集成的实现1．CAD与PDM集成2．CAE与PDM集成3．CAPP与PDM集成4．CAFD与PDM集成5．CAM与PDM集成1．CAD与PDM集成CAD系统是整个产品工程设计的源头。设计人员依据产品开发的流程，从PDM中获取产品设计任务书及相关设计要求，完成产品的三维模型设计和二维工程图绘制，设计结果以三维模型、二维工程图的形式提交到PDM中。产品的属性信息和装配关系，可以通过程序接口提取到PDM中，生成产品结构树。在CAD与PDM紧密集成的系统中，PDM对产品的属性信息、装配管理等的修改，通过集成接口自动更新到CAD模型中，使两者保持一致。在PDM系统中还可以集成异构CAD系统的浏览工具，不需要安装和运行CAD软件，就可以在PDM中直接浏览产品的三维或二维模型。2．CAE与PDM集成3．CAPP与PDM集成产品工艺路线是实现设计、制造集成的关键信息。CAPP系统所生成的工序、工步信息与产品的结构配置有着密切的关联。因此，CAPP系统应当采用紧密集成的方式实现与PDM的集成。CAPP系统从PDM系统中提取产品属性信息、产品装配结构，从PDM或ERP中获取加工设备、工艺装备、原材料等制造资源信息。产品的工艺信息参与产品的配置过程，随着产品结构的变化，对工艺过程进行配置。工艺设计的结果通过工艺BOM传递到ERP、MES系统中，实现设计与制造过程的集成。工艺设计中的各种工艺任务、设计流程和设计权限那么可采用PDM中的工程管理、过程管理和权限管理功能进行控制。4．CAFD与PDM集成工装设计系统需要从PDM的文档电子仓库中获取产品的三维或二维模型文件，从产品对象库中获取产品的根本属性信息，从工艺信息库中获取工艺信息，进行夹具、刀具、量具的设计。设计结果以工装模型文件的形式保存在PDM的文档电子仓库中，同时从工装模型文件中提取工装的属性信息，保存在产品对象库中，并与产品结构、工艺过程模型等进行关联，构成产品设计模型、制造工艺模型、工艺装备模型间的全面关联，以保持产品结构配置以及工程更改时相关模型的一致。5．CAM与PDM集成CAM系统从PDM中获取产品的模型文件和工艺、工装信息，完成加工刀具轨迹文件的计算和NC程序的生成，并进行加工过程的仿真。NC程序采用文档的方式保存在PDM系统中，同时与产品结构和工艺信息模型相关联。1．PDM系统实施的目的和意义2．PDM系统实施的方法和步骤3．PDM系统实施的主要内容三、PDM的实施方法与组织1．