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机械加工装配工艺文档和工装图档管理系统的开发

2009-09-19 04:27:00作者：来源：

摘要本文针对某一汽车公司技术部门工艺文档和工装图档管理的现状，制订了该企业基于PDM技术的产品数据管理系统的基本框架，阐述了系统的主要功能模块的功能，探讨了在系统实现时应考虑的几个关键问题和实现方法。...

1 引言

随着制造业的信息化，许多从事加工和装配的中小型企业也大量在设计、制造和质量管理等部门应用计算机进行技术设计和管理工作。但是，考察了相关中小型企业的现状后发现，企业在利用计算机以及网络进行技术设计和管理方面存在一些急需改进之处。主要存在的问题有：

1.1 产品设计、工艺编制、工装设计和质量管理等技术工作都利用计算机进行，但所形成的电子图文档缺乏统一管理，分散存人各台计算机硬盘上，其他人很难找到相关的资料。

1.2 电子技术图文档设计完成后，要通过绘图仪绘制在硫酸纸上，然后校对、审核，晒蓝、下发、存档。也即技术资料的传递和存档仍然是依靠纸质文档，信息传递和查询效率低。

1.3 技术资料交流和利用率低，各个工程技术人员数据重复录入，设计重复进行，缺乏共享。

1.4 生产过程中的大量复杂的产品信息，工艺信息和工装信息缺少有效的关联，出现了“信息化孤岛”，形成了信息化和技术资料管理传统模式的冲突。

为了解决这些问题，我们面向机械加工装配中小型企业的个性特点，从实际出发，开发实用的，经济的图文档管理系统。借助这个信息平台来集成管理公司各方面的技术数据信息，使企业的管理水平上一个新台阶。

2 系统功能需求分析

洛阳某一汽车公司是以机械加工装配为主的中小型企业。本系统就是为该公司开发的工艺文档和图档管理系统。

2.1 公司的工作流程

该公司是一个典型的委托加工企业。汽车产品设计是由某一研究所负责。产品设计完成后，相关的设计资料，包括全套的CAD格式的装配图、零件图，设计技术文档，委托书等发往公司。公司依据委托书组织生产。即进行自制件的加工，外构件和标准件采购以及整车装配。在公司内部，由技术部门对组织生产所需技术资料进行任务的分解、发放和设计，相关人员分别完成自制件工艺编制，工装设计等。有关技术资料设计完成后，发往生产部门组织生产，工装制造部门进行工装制造。

2.2 系统集成管理的数据分析

鉴于公司的计算机配置情况，以方便实用，分步骤进行，逐步完善为宗旨。本系统主要集成公司技术部门的工艺、工装和综合管理信息，这些信息是组织生产的必备技术资料。据此，系统管理的数据有：(1)汽车产品的整套CAD图纸和文档。目前委托加工时转交的是晒蓝的CAD格式的纸质图文档和部分电子格式图文档。(2)综合工艺文件。有综合工艺路线卡、自制件和外件明细表等。(3)各种加工工艺卡。有冲压工艺卡、焊接工艺卡、机械加工工艺卡。它们描述零件加工的工序顺序、每一工序的要求以及工艺装备的需求信息等内容，由表格和工序图组成。(4)装配工艺文档。它是指导整车装配的技术文件，由表格、文档和工序附图组成。(5)工装图档。它是描述零件加工所需工装的图形文件，包括工装零件图和装配图等。(6)技术资料管理规范文档。

2.3 系统功能需求分析

综上所述，本系统要实现的主要功能有：(1)建立一个技术资料的电子资料库，包括已有技术资料的整理和新的技术资料的实时添加入库。(2)实现各类技术资料的检人、检出和处理功能。即能对技术工艺文件进行添加、修改、删除、排序、统计等。(3)快速检索、浏览、下载功能。利用数据库，可对图文档和工艺文件的编号、名称、设计者、被加工零件、部件编号等关键字段进行检索。(4)系统用户的密码和权限管理功能。

3 系统的体系结构和功能模块

3.1 系统开发环境及总体结构

由于该公司的大部分工作是在单机和企业内部的局域网上进行，系统的设计尽量不过多增加计算机软硬件成本预算。本系统的体系结构采用客户／服务器模式(client／Server)，服务器负责数据的管理及程序处理，客户机负责界面描述和界面显示。系统的服务器端操作系统选用Windows2000服务器版，后台数据库选用SQL Server2000。客户端操作系统为Windows XP，采用Visual Basic 6.0建立应用程序。系统的体系结构如图1所示。

图1. 图文档管理系统的体系结构

3.2 系统主要的功能模块介绍

依据前述的功能需求分析、数据分析和结构体系以及该公司的设计、生产工作流程特点，系统设计实现的功能模块有(如图2所示)：系统管理模块、综合工艺管理模块、加工和装配工艺管理模块、工装CAD图档管理模块、产品图文档管理模块等。

3.2.1 系统管理模块。为了保证系统的正常使用以及数据的安全性、正确性和完整性，对进入系统的用户实行密码权限管理。系统通过对不同的用户设置不同的操作权限，使得他们在规定的权限下处理规定范围内的文件(包括创建、修改、存储和访问)，保证文档不被非法盗用和修改。本系统将用户划分为系统管理员、综合工艺员、加工装配工艺员、工装设计员、技术图文档审核员、其它部门工程技术员等不同层次，实现用户的分级管理。

3.2.2 综合工艺管理模块。模块功能：1)可实现任务的分解、下发，项目进程管理、审核、归档管理等；2)提供产品综合工艺的导入、导出、添加、修改等操作，并可保存图文档修改历史记录；3)可将其他模块有机地联系起来。例如用户可在输入被加工零件的名称、零件编号后迅速检索、浏览相应的加工的产品信息、加工工艺技术文件、工装的图纸信息，任务完成审核归档信息等。

图2. 图文档管理系统的功能模块

3.2.3 加工和装配工艺管理模块。模块功能：1)加工工艺的图文档导入、导出、添加、修改等；2)实现加工工艺文件和被加工零部件、所需工装的关联以及相关图文档的检索、浏览功能；3)保存修改历史记录功能。

3.2.4 工装CAD图档管理模块。模块功能：1)：工装图文档自动编号，图文档导入、导出、添加、修改等；2)实现工装图档和被加工零部件、加工工艺文件的关联以及相关图文档的浏览、检索功能；3)保存修改历史记录功能。

3.2.5 产品图文档管理模块。模块功能：1)提供产品图文档的电子资料的导人功能，并保证原始资料的唯一性，正确性；2)对整车资料进行浏览、导出功能；3)保存修改历史记录功能。

4 系统的设计和实现

系统开发详细设计，是保证系统功能实现的关键，针对公司的实际情况，对技术资料的审核、信息编号、图文档入库、信息查询和共享等制订了合理的实现方案。

4.1 系统开发时要解决的几个关键问题

4.1.1 原有纸质技术资料的整理、录入

公司多年以米已积累厂很多纸质的技术资料，在对这些资料的整理时，图纸和工艺文档进行图片扫描，制成电子版的图文档文件一为了便于查询、浏览，按原有的资料室管理办法，把技术资料的名称、编号、创建者等分类信息人工录入，并建立与图文档的关联关系。

4.1.2 图文档的电子签字

技术图文档要经过设计、校对、审核以及批准等过程。每个过程任务完成后．相应的操作者都要在签字栏中签字，“签字”标识了没计结果的有效性和相关人员的责任。为保证“电子签宁”不被修改、删除或被替换，需采用密码权限管理，合法用户才可调用“电子签字”模块，并保证每一级签字顺次进行，直至完成，形成当前图文档的最终版本，存入工程数据库：

4.1.3 图文档的自动编号和信息自动录入

图文档设计完成后，都要有符合规范的编号，为了保证编号的连续性和唯一性，需没置自动编号功能。其操作是根据图文档的类型，利用计算机的快速检索功能往图号编辑框自动填入其编号，图文档信息自动录入可通过渎取DXF类型的图形交换文件．将CAD图档中诸如名称、代号等图样的标题栏信息等转化成二维表格，存储在数据库中，实现基本的图文档信息自动录入，并建立与图文档文件的对应关系：

4.1.4 图文档信息的查询

图文档信息的查询是系统的基本功能。通过系统的综合管理模块的快速查询界而，町以查询相关自制件技术资料的设汁、审核、入库状态，查询相关的工艺、工装信息等。工艺管理模块和工装管理模块也建立了与任务相关联的其他信息查询功能。各类信息的关联关系，本系统足通过建立特殊的关联数据表和关联信启、查询界面或功能钮实现的。

4.1.5 用户的角色与权限管理和数据共享

由于一个用户在不同的任务中的角色和权限可能发生变化，所以用户的角色和权限必须与相关任务进行关联，随着任务的完成、入库，当前的权限就会消失或改变。例如，工装设汁员只对本人负责设计任务具有修改权限，对其他文件也只有浏览、下载权限。

用户在使用系统中的文件时，必须通过导出请求，将存储在PDM数据库中的数据复制到用户本地计算机上进行编辑应用，数据库中的数据为不可修改状态。

4.2 系统的技术实现

本系统技术实现主要餐务有两方面，一是后台数据库的设计，二是系统功能界面的设计。

4.2.1 数据库的设计

数据库的设计关键是设计所需要的表，包括数据库结构设计和数据库零券鼗据襄掳逻辑关系设计。设计时借鉴以前手工管理资料的某些分类管理经验，又加以改进和完善一些计算机管理的功能：

4.2.1.1 数据库结构设计

该公司在设计和管理工艺资料时，已又各种各样的表格，例如，资料管理分类规范，综合工艺卡、加工工艺卡、工装编号标准手册等。在设计数据结构时，我们参考了其原有的表格。此外，考虑到本系统资料入库、数据共享、密码授权管理等功能的实现，添加了一些相关表格。

4.2.1.2 数据表的逻辑关系设计

利用数据库表中关键字段索引功能，把各主要的数据表联系起来，建立数据之间的关联关系。例如，工装图号的编号我们继承了以前的编号规则，根据工装的不同类别进行分类，每一类别对应不同的图号前缀，“300”的图号前缀对应“钻模”，“330”的图号前缀就对应“铣床夹具”等在查阅时，某一类型的工装图纸，则利用相应的图号类别去查询。设计表时以“type’’这个关键字段建立索引，保证图号与类型自动对应。

4.2.2 功能界面设计

在系统客户端界面开发设计时，力求简单、直观、实用，便于操作。