1 前言

    公司已經(jīng)全面實施了ERP和PDM/CAPP系統(tǒng)，取得很好的應用效果。公司計劃全面推廣CAD/CAM技術，實現(xiàn)從設計到工藝到制造的整體信息化集成方案，引進三維設計軟件，實現(xiàn)全橋三維建模，提高產(chǎn)品設計精度；通過將設計項目管理、全過程產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、模型設計、工程圖設計、工藝設計、套料設計和采購清單提供全面納入軟件系統(tǒng)進行信息管理和流程驅(qū)動管理，實現(xiàn)設計過程跟蹤管理和設計交付物的可視化管理，逐步建立以設計管理平臺為基礎的企業(yè)知識積累機制，提高產(chǎn)品工藝設計能力和水平。

2 項目目標

    建立統(tǒng)一完整的項目技術資料管理平臺，提供生產(chǎn)管理需要的技術數(shù)據(jù)；

    可覆蓋企業(yè)所有項目技術資料的靜態(tài)和動態(tài)管理；

    可有效集成各種設計軟件信息，并將信息組織成約定的接口數(shù)據(jù)傳遞給ERP系統(tǒng)；

    建立一套項目管理體系，符合企業(yè)管理習慣和未來業(yè)務發(fā)展需要；

    逐步建立整個企業(yè)數(shù)據(jù)保護和知識積累的機制；

    建立電子化項目技術資料管理相關制度和崗位設置。

3 項目解決方案

    3.1 總體規(guī)劃

    在應用CAD平臺后，工程BOM上的產(chǎn)品裝配關系就不需要手工維護，而是直接從CAD信息中獲取。而且在CAD設計時就需要直接填寫編碼和材料信息，這些信息需要查ERP庫和用編碼管理器生成。

    在CAD文件進入PDM系統(tǒng)后需要走流程完成簽審和發(fā)布工作。

    PDM環(huán)境下可以利用發(fā)布的三維模型或二維工程圖創(chuàng)建NC代碼，并作為相應零部件的關聯(lián)對象管理。

    完成CAD/CAM/CAPP設計后PDM產(chǎn)生接口數(shù)據(jù)。

    圖1 集成系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)生接口數(shù)據(jù)

  3.2 建立工程BOM和工程專用資源庫

    在生產(chǎn)準備階段，根據(jù)外來的二維圖紙在PDM中手工建立工程BOM結構。工程BOM結構和產(chǎn)品裝配關系并不等同。下面是一個參考的工程BOM結構圖。

    圖2 工程BOM結構圖

    節(jié)段下的裝配關系和產(chǎn)品裝配關系一致，通過每個批次下反映當前批次要生產(chǎn)的節(jié)段，未來PDM和ERP接口的匯總位置也可以以批次為單位，實現(xiàn)逐批設計，逐批制造下同步分階段傳輸信息。

    可提供PDM和ERP接口，產(chǎn)生PDM的產(chǎn)品節(jié)段結構時，PDM根據(jù)ERP接供的任務表（反應當前要生產(chǎn)的批次的節(jié)段和節(jié)段數(shù)量），如果節(jié)段結構在PDM中已經(jīng)存在，則可以讀取PDM系統(tǒng)內(nèi)已有節(jié)段裝配結構信息，產(chǎn)生完整的當前批次產(chǎn)品結構信息，并可以進行后續(xù)相關的信息匯總。而且套料計算時可以準確獲得制造BOM信息，因為在每個批次下不同節(jié)段數(shù)量是精確的。

    如果工程BOM先在ERP中建立，則可利用PDM自帶的BOM工具從ERP系統(tǒng)中自動獲得工程BOM結構，此時工程BOM結構只有任務號（批次號）和核算號（節(jié)段號）。節(jié)段、單元代號和PRO/E中相應零部件代號一致。

    工程BOM建立完成后，可以將橋梁線型構造、節(jié)段劃分、設計要領、工藝技術準備、裝配、焊接、涂裝工藝等文件作為工程的關聯(lián)對象入庫，后續(xù)設計過程中設計人員都可以參考。

    在裝配、焊接、涂裝工藝設計過程中手工產(chǎn)生鋼材、焊材、涂料預估清單，將由ERP負責管理，以數(shù)據(jù)表的形式提供給PDM，PDM可將此數(shù)據(jù)表建立專用于某一工程的企業(yè)資源庫，作為特定某一工程的材料標準庫在零件設計或編制工藝時使用。

    然后在開目工藝資源管理器中建立相應的鏈接，今后在本工程下創(chuàng)建新零件選擇物料時，或者在編制裝配、焊接、涂裝工藝文件時，將在對應欄目自動顯示對應預估清單的物料，并訪問到ERP的物資編碼庫全部字段記錄。

    3.3 PRO/E文件入庫到PDM系統(tǒng)中

    3.3.1 PRO/E外部建模

    在PDM系統(tǒng)外部利用PRO/E建模時，有如下要求：

    在PRO/E中零部件代號需要調(diào)編碼產(chǎn)生，需要將開目編碼管理器集成到PRO/E中，這樣在填寫代號或其它定義了編碼的屬性時，可以調(diào)用開目編碼管理器或企業(yè)資源管理器填寫。在填寫編碼時，如果代號已經(jīng)存在，在PRO/E環(huán)境下能提示“該零部件在PDM環(huán)境下已經(jīng)存在，是否加載已有的三維模型？”如果選擇同意則自動引入已有的零部件模型，相當于借用。如果選擇不同意，則需要另外創(chuàng)建新代號或新版本。一般情況下選擇創(chuàng)建新代號。

    在PRO/E中零部件也要填寫物資代碼，材料牌號，材料規(guī)格，材料單價等需要從ERP庫中獲取的屬性，需要將開目工藝資源管理器集成到PRO/E中，這樣在填寫材料屬性時，可以調(diào)用開目企業(yè)資源管理器填寫。在填寫物資屬性時物資選擇范圍默認是鋼材預估清單中的種類。

    在PDM中提供PRO/E三維國標標準件分類庫，在PRO/E設計時可以利用插件調(diào)用三維標準件引入到PRO/E設計環(huán)境中作為一個或多個（當標準件數(shù)量不唯一時）實體參與裝配。

    在PRO/E設計環(huán)境中，對焊接件的焊接特征統(tǒng)一標注焊接特征參數(shù)，這些參數(shù)表要集中提取信息保存，后續(xù)針對每個焊接特征將匯總焊接材料清單。如果在PRO/E不能支持焊接參數(shù)管理要求的情況下，未來也可以考慮直接在焊接件對應的焊接特征參數(shù)表中填寫焊接特征參數(shù)，并用于后續(xù)集成接口。

    3.3.2 利用PDM提供的BOM展開工具入庫PRO/E模型

    在PDM中進入BOM工具調(diào)用PRO/E展開接口；

    將PRO/E文件從本地計算機引入后展開；

    入庫時要能自動提取結構關系，零部件屬性，三維模型和焊接特征參數(shù)。

3.4 PRO/E文件在PDM系統(tǒng)中的工作流管理

    3.4.1 將PRO/E模型加入審核流程

    在BOM展開工具界面或者直接在產(chǎn)品結構樹上將零部件對象（對應三維模型）加入到已有項目工作流中去審核。也可以直接創(chuàng)建一個新任務走流程。

    3.4.2 在流程中圈閱PRO/E模型

    加入流程的PRO/E模型就可以提交并圈閱。在圈閱PRO/E文件時可以調(diào)用PRO/E自帶文件瀏覽器圈閱并產(chǎn)生圈閱文件保存。

    提交審核意見時審核人信息和審核時間應可以記錄，并寫入對應三維模型的屬性欄，在輸出三維模型對應的二維工程圖時可以填寫到對應標題欄中打印輸出。

    企業(yè)要求能夠在三維模型在設計階段，還沒有提交到校對或?qū)徍说碾A段，企業(yè)審核負責人也可以打開三維模型和設計者并發(fā)交流，并直接圈閱留言即時發(fā)布給設計者。

    如果設計者當時不在，在其登錄后也可立即接收圈閱和留言。

    3.4.3 項目工作流程信息輸出

    項目管理任務分派信息可以用開目PDM項目管理樹圖形表示，同時可在PDM中直接將項目階段分解信息直接導入到PROJECT環(huán)境中，在PDM環(huán)境下直接啟動PROJECT軟件，利用PROJECT軟件輸出各種各種項目圖表打印。

    3.5 利用PRO/E文件在PDM系統(tǒng)中創(chuàng)建二維圖或NC程序

    3.5.1 創(chuàng)建二維工程圖關聯(lián)對象

    在零部件對應關聯(lián)對象上創(chuàng)建二維工程圖對象。

    創(chuàng)建關聯(lián)對象時調(diào)用PRO/E程序，同時引入對應的CAD文卷（即PRO/E模型）。

    在PRO/E程序創(chuàng)建完成的二維工程圖并完成編輯，通過PRO/E插件菜單分別入庫到對應零部件的的二維工程圖關聯(lián)對象中。

    二維工程圖對象也可以作為零部件對象的內(nèi)部文卷管理。

    3.5.2 創(chuàng)建NC程序關聯(lián)對象

    在零部件對應關聯(lián)對象上創(chuàng)建NC程序?qū)ο蟆?/span>

    創(chuàng)建關聯(lián)對象時調(diào)用PRO/E程序生成NC代碼，同時引入對應的CAD文卷（即PRO/E模型）。

    創(chuàng)建完成的NC代碼（有三個文件）通過PRO/E插件菜單分別入庫到對應零部件的不同關聯(lián)對象中。

    3.5.3 創(chuàng)建套料圖關聯(lián)對象

    在零部件對應關聯(lián)對象上創(chuàng)建套料圖關聯(lián)對象。

    利用二次開發(fā)菜單產(chǎn)生套料軟件需要的中間數(shù)據(jù)表，中間數(shù)據(jù)表包含了套料軟件需要的零件清單，對應二維工程圖、材料預估清單、余料清單等信息，中間表生成后由套料軟件依據(jù)傳遞時間和任務號讀取相關數(shù)據(jù)去套料。

    套料軟件完成的套料圖結果存為中間數(shù)據(jù)表，由PDM系統(tǒng)導入到對應節(jié)點的板料關聯(lián)對象中，形成多級關聯(lián)關系。

    3.6 在PDM系統(tǒng)中完成工藝路線和工藝規(guī)程編制

    和現(xiàn)有業(yè)務模式一致，在工藝規(guī)程中需要利用數(shù)控加工的位置在對應過程卡上寫明工序名稱為“數(shù)控加工”，工序內(nèi)容寫明對應NC文件編號。

    后續(xù)接口可以利用該信息產(chǎn)生需要的接口表。

 3.7 PDM系統(tǒng)傳遞接口給ERP系統(tǒng)

    在PRO/E設計完成后，根據(jù)產(chǎn)品裝配關系和零部件屬性從產(chǎn)品結構樹上篩選匯總出某個批次或節(jié)段下用到全部采購件。

    在PRO/E設計完成后，同時根據(jù)PRO/E焊接特征上的屬性和材料，同時還可以從產(chǎn)品結構樹上匯總出某個批次或節(jié)段下用到全部焊接材料清單。

    產(chǎn)品結構設計完成后對于需要進行涂裝的結構，可以先編制工藝卡片填寫涂裝工藝和相應的油漆耗材，相關工藝編制完成后，則可以從產(chǎn)品結構樹上匯總出某個批次或節(jié)段下用到全部涂裝材料，涂裝材料是通過訪問零部件關聯(lián)工藝文件中信息獲得。

    在PDM將PRO/E產(chǎn)生的二維工程圖傳送給套料軟件后，套料軟件將結果作為對應批次類型節(jié)點的關聯(lián)對象保存。

    此時PDM系統(tǒng)可以通過批次節(jié)點訪問關聯(lián)的套料結果，并提取套料軟件產(chǎn)生的文件內(nèi)部信息，從而獲得板材和型材的物資清單，并在批次節(jié)點上利用二次開發(fā)接口將板材和型材的物資清單傳遞給ERP系統(tǒng)。

4 總結

    CAD/CAM/CAPP/PDM集成系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了從設計到工藝到制造的整體信息化集成方案，應用PDM集成系統(tǒng)，規(guī)范了圖文檔的管理，加強了工作流管理及項目管理；采用CAD/CAM設計方法提高了設計的科學性，規(guī)范了設計標準，大幅降低了產(chǎn)品設計的差錯率，提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量，特別是采用3D設計方法，三維造型、模擬裝配、干涉檢查等充分發(fā)揮了設計人員的創(chuàng)造性，提高了企業(yè)產(chǎn)品設計的創(chuàng)新能力，也使傳統(tǒng)大型鋼結構制造的精益程度、集約程度及經(jīng)濟效益得到明顯提高。