引言

工藝設(shè)計(jì)是銜接設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝設(shè)計(jì)需要承接設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析，形成工藝路線和方法，同時(shí)分配工藝資源，指導(dǎo)生產(chǎn)制造過(guò)程，整個(gè)過(guò)程涉及多類(lèi)數(shù)據(jù)的整合與傳遞[1]。

在非結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)模式中，由于缺乏可共享的工藝資源庫(kù)，工藝人員依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)在電子文檔中填寫(xiě)工藝資源信息，規(guī)范性較差[2]；生成的工藝路線、工藝卡片中的相關(guān)信息需要人為提取、傳遞至其他業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，工作量大且易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤，工藝側(cè)的大量數(shù)據(jù)無(wú)法有效保存、重用與分析，進(jìn)而影響工藝業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)開(kāi)展。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文開(kāi)展了結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究，基于Teamcenter構(gòu)建了工藝資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中工藝資源的統(tǒng)一調(diào)用，并開(kāi)發(fā)了工藝分工、工藝設(shè)計(jì)、材料定額等相關(guān)功能以及與各類(lèi)系統(tǒng)的集成接口，實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化傳遞。

1工藝資源庫(kù)構(gòu)建

在工藝編制過(guò)程中，工藝卡片中需要填寫(xiě)刀具、量具、夾具、輔料、工裝和設(shè)備等資源信息，在非結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模式中，這些資源信息均離散存儲(chǔ)在工藝人員的個(gè)人PC或紙質(zhì)文件中，無(wú)法統(tǒng)一調(diào)用和共享。針對(duì)該問(wèn)題，基于Teamcenter構(gòu)建了工藝資源庫(kù)，統(tǒng)一管理、重用工藝資源。

基于Teamcenter的工藝資源庫(kù)采用分類(lèi)管理模式，資源庫(kù)中的所有分類(lèi)都可以定義自己的屬性，便于分類(lèi)實(shí)例的查詢(xún)和使用[3]。同時(shí)’為保證分類(lèi)中所有數(shù)據(jù)的安全’針對(duì)不同的分類(lèi)可以設(shè)置不同的權(quán)限。工藝資源庫(kù)的主要功能包括：

1.1分類(lèi)管理

根據(jù)工藝編制過(guò)程對(duì)工藝資源的需求’在Teamcenter中構(gòu)建了設(shè)備庫(kù)、工裝庫(kù)、典型工藝庫(kù)、工藝模板庫(kù)、材料庫(kù)、工藝參數(shù)庫(kù)’所有分類(lèi)庫(kù)的管理均應(yīng)遵循企業(yè)的管理制度要求（圖1）。分類(lèi)庫(kù)中相同的對(duì)象允許加入到不同的分類(lèi)中，以滿足多業(yè)務(wù)、多專(zhuān)業(yè)的重用需求。分類(lèi)庫(kù)中的實(shí)例可以在線下用Excel等表單維護(hù)后批量導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)分類(lèi)庫(kù)原始數(shù)據(jù)的快速形成。此外，分類(lèi)庫(kù)中開(kāi)發(fā)了導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，通過(guò)流程保證分類(lèi)庫(kù)中數(shù)據(jù)的有效性，同時(shí)滿足分類(lèi)數(shù)據(jù)擴(kuò)充的需求。

1.2分類(lèi)屬性

分類(lèi)庫(kù)中每一個(gè)分類(lèi)均可以有自身的屬性，該屬性應(yīng)能體現(xiàn)分類(lèi)對(duì)象的特性，分類(lèi)屬性應(yīng)便于繼承、修改和維護(hù)?；赥eamcenter分類(lèi)庫(kù)’配置基于屬性的分類(lèi)對(duì)象查詢(xún)條件’可實(shí)現(xiàn)分類(lèi)對(duì)象的快速查詢(xún)和調(diào)用。

1.3權(quán)限設(shè)定

Teamcenter不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)的共享和重用’同時(shí)也兼顧數(shù)據(jù)的管理和使用安全。由于企業(yè)工藝資源庫(kù)較為龐大，而不同的專(zhuān)業(yè)、不同的角色面對(duì)的工藝資源通常有限，為提升工藝資源的重用效率，同時(shí)保證分類(lèi)數(shù)據(jù)安全，基于Teamcenter構(gòu)建了資源庫(kù)分類(lèi)權(quán)限，將工藝資源的查看、調(diào)用等權(quán)限與用戶(hù)的角色關(guān)聯(lián)，使不用的人可看到工藝資源的不同分支內(nèi)容。

2工藝分工管理

工藝分工是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)制造的指導(dǎo)文件，旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝設(shè)計(jì)任務(wù)和制造任務(wù)的分配?；赥eamcenter系統(tǒng)的零件一級(jí)分工，業(yè)務(wù)人員可以填寫(xiě)制造單位代號(hào)或名稱(chēng)，在分工過(guò)程中，零件的件號(hào)、圖代號(hào)、名稱(chēng)、材料等屬性不允許分工人員編輯。

一級(jí)分工編輯完成以后,系統(tǒng)自動(dòng)匯總生成制造單位的流水報(bào)表（Excel格式）,并將流水報(bào)表以及零件圖樣等數(shù)據(jù)通過(guò)審批流程下發(fā)到各個(gè)制造單位的工藝設(shè)計(jì)室。各個(gè)制造單位工藝設(shè)計(jì)室基于Teamcenter系統(tǒng)中的分工表進(jìn)行二次分工,將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)下發(fā)至具體的設(shè)計(jì)人員開(kāi)展工藝設(shè)計(jì)工作。

3結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)管理是指將工藝細(xì)化到工序/工步的地步,再通過(guò)數(shù)據(jù)表單的形式存儲(chǔ),并與設(shè)備、工裝、工廠相關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)其他系統(tǒng)的自動(dòng)解析和調(diào)用。本系統(tǒng)將Teamcenter+AutocAD集成實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化工藝的編制,整個(gè)流程如圖2所示。

具體功能包括：

3.1創(chuàng)建總工藝

在Teamcenter創(chuàng)建總工藝數(shù)據(jù)集,用于管理某一零件、毛坯或部件的所有工藝,包括機(jī)加工藝、飯焊工藝、熱處理工藝及表面處理工藝等,所有專(zhuān)業(yè)工藝均在總工藝節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建完成（部件的總工藝與部件關(guān)聯(lián),在部件的總工藝下創(chuàng)建裝配工藝）。

3.2工藝BOP建立

工藝BOP以結(jié)構(gòu)樹(shù)+附件的形式管理專(zhuān)業(yè)工藝的各類(lèi)信息,完整的工藝BOP包括工藝路線、工序、工步、材料信息、設(shè)備、工裝等,其中工藝或工序類(lèi)型需根據(jù)企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)進(jìn)行配置開(kāi)發(fā),此外,根據(jù)企業(yè)的實(shí)際管理規(guī)定,可實(shí)現(xiàn)多工藝BOP版本的統(tǒng)一管理。

3.3工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)

基于工藝BOP中的工序節(jié)點(diǎn),可填寫(xiě)具體的工序內(nèi)容（圖3）,并能從分類(lèi)庫(kù)中針對(duì)工藝結(jié)構(gòu)的工藝或工序指派資源,且可在系統(tǒng)中確定分配物料和資源的類(lèi)型。

在工序附圖繪制階段,通過(guò)Teamcenter和AutocAD接口，在AutocAD中繪制工序卡片,保存后工序附圖能夠以規(guī)格關(guān)系掛接在每道工序上。

工序內(nèi)容和工序附圖完成后,基于Teamcenter開(kāi)發(fā)的整本工藝合成功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝結(jié)構(gòu)上的工藝、工序、工步、工裝、工具、設(shè)備、消耗料、零部件等信息的自動(dòng)獲取,同時(shí)將工序附圖映射到工藝模板中,再自動(dòng)生成PDF工藝文件,進(jìn)行審批及打印。

4與各類(lèi)系統(tǒng)的集成

工藝結(jié)構(gòu)化編制系統(tǒng)需與MES、ERP、檔案系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞和交互,具體集成方式包括：

4.1與MES系統(tǒng)集成

通過(guò)工藝BOP的創(chuàng)建,每個(gè)零件的工藝路線全部是完整的,MES系統(tǒng)在進(jìn)行車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)時(shí)需要這些信息，因此通過(guò)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)這些信息從工藝管理平臺(tái)到MES系統(tǒng)的傳遞。

集成方式：采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)表的方式。

集成數(shù)據(jù)：包括工藝路線及工藝流水信息。

集成機(jī)制：工藝管理平臺(tái)通過(guò)審批流程自動(dòng)將工藝路線及流水傳遞到中間數(shù)據(jù)庫(kù)表中，MES系統(tǒng)在指定間隔時(shí)間內(nèi)搜索中間數(shù)據(jù)庫(kù)表，發(fā)現(xiàn)有新數(shù)據(jù)就直接讀取并做處理，處理完成后在中間數(shù)據(jù)庫(kù)表中打上標(biāo)記；工藝路線更改時(shí)重新傳遞，而且也可以將更改單同時(shí)傳遞給MES系統(tǒng)。

4.2與ERP系統(tǒng)集成

EBOM在工藝管理平臺(tái)中進(jìn)行管理，工藝流水、材料定額也在工藝管理平臺(tái)中管理，企業(yè)規(guī)定在ERP系統(tǒng)中完成MBOM的構(gòu)建與管理工作，這就需要將工藝管理平臺(tái)中的EBOM、工藝流水、材料定額等信息通過(guò)集成接口傳遞到下游的ERP系統(tǒng)，以便在EBOM的基礎(chǔ)上構(gòu)建ERP所需的MBOM，減少手工錄入工作，提高效率及準(zhǔn)確性。

集成方式：采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)表的方式。

集成數(shù)據(jù)：EBOM結(jié)構(gòu)信息、物料信息、材料定額信息及流水信息。

集成機(jī)制：EBOM結(jié)構(gòu)信息、物料信息、材料定額信息及流水信息全部通過(guò)手工操作方式傳遞給ERP系統(tǒng)，ERP系統(tǒng)在指定間隔時(shí)間內(nèi)搜索中間數(shù)據(jù)庫(kù)表，發(fā)現(xiàn)有新數(shù)據(jù)就直接讀取并做處理，處理完成后在中間數(shù)據(jù)庫(kù)表中打上標(biāo)記；EBOM結(jié)構(gòu)信息、物料信息、材料定額信息及流水信息更改時(shí)重新傳遞，而且也可以將更改單同時(shí)傳遞給ERP系統(tǒng)。

4.3與檔案系統(tǒng)集成

通過(guò)結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)與企業(yè)已有的檔案系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)審批通過(guò)的工藝數(shù)據(jù)按指定格式、內(nèi)容、狀態(tài)及時(shí)間自動(dòng)歸檔到檔案系統(tǒng)。

集成方式：采用webService的方式。

集成數(shù)據(jù)：電子文件，包括技術(shù)文件和產(chǎn)品圖樣；電子文件的屬性信息，包括文件編號(hào)、名稱(chēng)、版本等。

集成機(jī)制：檔案主管在工作列表中獲取到歸檔任務(wù)后，通過(guò)手動(dòng)方式（菜單按鈕）執(zhí)行歸檔，后臺(tái)自動(dòng)根據(jù)配置的導(dǎo)出/導(dǎo)入規(guī)則轉(zhuǎn)換需傳遞的數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式，并調(diào)用檔案系統(tǒng)歸檔的webService方法，實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)歸檔。歸檔后，平臺(tái)內(nèi)數(shù)據(jù)自動(dòng)設(shè)置“已歸檔”狀態(tài)。

5結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)可形成能被各類(lèi)信息系統(tǒng)解析、重用的工藝文件，大大提高了工藝數(shù)據(jù)的傳遞效率，但結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)模式需要企業(yè)前期做好工藝標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化工作，形成統(tǒng)一的工藝資源管理模式及各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)化工藝模板，再基于此開(kāi)發(fā)信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)、流程的順暢運(yùn)行。