航天发动机典型部件PDM/CAPP集成应用研究

    随着产品数据管理技术的发展和对其理解的不断深入，产品数据管理技术正在我国制造业中逐步获得应用。产品数据管理从初步的简单图纸管理向深层次的流程管理、基于产品主模型的管理、产品结构管理、并行工程的团队组织管理、以及和其他各种应用系统的集成发展，成为了当前主流的产品信息和过程集成平台。近年来，在先进制造技术发展的带动下CAPP系统不仅是完成工艺规程编制，己涉及企业的产品和制造过程的信息模型以及一系列的技术和生产活动，包括对企业制造工艺信息及工艺工作流进行快速有效的管理工艺设计与管理-体化，随着POM和CAPP应用的不断深入,基于POM的CAPP集成系统应用已成为企业工艺信息化的一种重要手段。

    目前六院已在设计单位广泛推广了三维数字化建模技术，并已初步实施了AVIOM系统，在制造单位初步实施了CAPP(CAPPFramework)系统。从六院的数字化技术应用现状可以看出，数字化技术应用在单元技术方面已经有了一定的基础。

    本文以在研型号XX氧化剂泵为对象，首先从产品设计工作流程的分析开始，对流程进行分解和优化.对产品设计与工艺设计的信息进行分析、整理、综合.从信息集成的需求出发，进行功能定义和相应的二次开发。在POM平台上开展氧化剂泵的产品结构管理BOM表生成，实施基于AVIOM软件的CAPP集成应用，打通从产品设计到工艺设计的信息通道，实现产品信息共享。

    AVIDM与CAPP集成方案设计

    图1 AVIDM与CAPPFramework集成的总体框架

    CAPPFramework与AVIDM系统集成采用以单一产品数据源为核心，以功能集成和数据集成为基础的紧密集成方式，以AVIDM作为系统集成的平台CAPPFramework 作为工艺文件编制和工艺数据操作的运行环境，即CAPPFramework 作为AVIDM系统的工艺编辑工具集，进行紧密集成。

    AVIDM作为系统集成平台，负责系统集成中需要的产品结构管理、用户管理、工作流程管理以及对CAPPFramework生成的工艺文档、工艺数据及其版本的管理。

    CAPPFramework作为工艺文件编制和工艺数据的生成环境，以AVIDM系统的产品结构树和工艺流程信息为基础，在AVIDM 系统中能够进行新建、编辑、浏览、打印、审批工艺文件等操作，并能够根据工艺文件生成对应的工艺数据，生成的工艺文件和工艺数据提交AVIDM系统管理，在CAPPFramework中实现产品工艺数据的统计汇总功能。

    该集成模式充分体现了实用性与先进性并重，集成性与独立性并重的设计原则。其主要特点包括：

    第一，单一产品数据源。通过AVIDM系统集中、统一管理产品结构数据CAPPFramework直接读取AVIDM 系统的产品结构数据，进行工艺设计和统计汇总，保证了企业数据组织核心产品结构的唯一性。

    第二，单一用户数据管理。通过AVIDM系统集中、统一管理用户信息。CAPPFramework只保留对CAPP系统基础数据维护和系统管理用户，其他用户数据均通过AVIDM 系统传递的用户参数进行工艺设计和统计汇总。

    第三，单一审批流程管理。通过AVIDM系统集中、统一管理工艺文件审批流程CAPPFramework只负责对工艺文件进行浏览、审签和圈阅，实现了用户操作的统一性，达到了较为理想的封装集成状态。

    第四，专业化文档管理。AVIDM系统只需要关心工艺文档本身的管理，而不需要关心工艺文件的生戚、编辑及其他设计上的操作和工艺数据的处理。

    第五，专业化工艺设计。CAPPFrameowork只需要关心工艺文件的设计及其工艺数据的处理，而不需要关心工艺文件的版本控制、流程控制等管理上的处理。

   第六，差异化工艺数据管理。PDM和CAPP系统对于工艺数据的侧重点不同。PDM侧重于对工艺数据的管理，而CAPP侧重于对工艺数据的处理。这样不仅实现了PDM对工艺文件及数据的全面管理，便于PDM 后面与ERP系统的全面集成，还能使得CAPPFramework在进行相应的工艺数据处理(如工艺数据统计汇总等)时，保证了处理的效率。其次这种处理也规避了CAPPFramework和AVIDM系统相互间对底层数据理解的复杂性。

    集成应用的实施

    在完成好AVIDM与CAPPFramework接口开发，并在两个系统中配置好后，下一步的工作就是如何在实际的应用中实施。实施包括两个方面的内容AVIDM方面和CAPPFramework方面。

    首先AVIDM方面的实施。第一AVIDM系统模型完善。在AVIDM系统中针对CAPP 进行建模，主要包括几个方面内容:

    (一)用户模型建立.在AVIDM系统中建立CAPP系统所需的用户，按角色进行分类，并分配相应权限。

    (二)定义和配置查找表定义和配置工艺类型、工艺模版类型等查找表基础数据。

    (三)定义和配置文件类型定义和配置CAPP所需的文件类型。

    (四)针对CAPP建模以氧化剂泵为对象，在AVIDM系统中针对CAPP 所需的类型建模，定义产品结构和属性信息，定义用户界面，并对用户进行授权。第二，完善工作流程。建主氧化剂泵的设计过程模型，优化设计流程，并以流程模板的定制实现工作流的控制。第三，产品数据录入。在系统模型已经建好的基础上，录入氧化剂泵的产品数据。第四，标准数据录入。在系统模型已经建好的基础上，录入与氧化剂泵有关的标准数据。第五，标准件库建立。在AVIDM 系统建立标准件库，减少产品设计过程中的重复劳动，让设计员以统一的方式重用这些标准件，保证这些标准件的一致性。

    其次，CAPPFramework方面的实施。

    第一，在工艺标准化的基础上，建立企业的工艺信息模型。

    第二，工艺知识库的建立，刀具、机床等制造资源库的建立。

    第三，定制各种工艺管理所需要的表格，包括工装、工艺规程等;第四，工艺信息、工艺文件管理功能实施第五，工艺信息统计汇总功能实施，包括工装、工具信息汇总、工艺规程目录汇总等企业所需的各类统计汇总。

    本文以在研型号xx化剂泵为应用对象，在PDM和CAPP集成的基础上，实现设计信息和工艺信息的集成管理，打通了在研型号xx氧化剂泵从产品设计到工艺设计的信息通道，实现从产品设计到工艺设计的信息共享，为航天发动机数字化设计制造提供技术支撑并起到示范作用。

    通过本项目的实施，减少了工艺人员的重复性劳动，提高了工艺人员的工作效率，缩短了产品的工艺编制周期30%~60%; 通过信息反馈，实现工艺部门与产品设计以及相关部门之间的协同，缩短工艺技术准备周期20-30%;通过PDM与CAPP的信息共享和集成，提高信息的重用性、准确性和一致性。               

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