CAPP（Computer Aided Process Planning，計算機輔助工藝設計）的研究和開發是制造自動化領域的重要方向。CAPP作為連接CAD和CAM的橋梁，是企業CIMS（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，現代集成制造系統）中的關鍵環節，一直備受制造業的關注。PDM（Product Data Management，產品數據管理技術）是用來管理所有與生產相關信息和所有與生產相關過程的技術，為企業內應用系統的集成和數據傳遞提供了必不可少的支撐環境。在整個企業中，PDM是整個企業數據與信息的平臺，它就像是企業各類綜合信息的倉庫，每一個系統都通過不同的集成方式集成到該平臺上，使產品相關數據高度集成和共享。因為CAPP從PDM中獲取和存儲信息，這些信息作為企業信息的基礎要通過PDM框架進行集成，所以，CAPP與PDM的集成具有重要的意義。
WindChill PDM系統面向企業產品全生命周期，對其研制數據和業務流程進行統一存儲、組織、管理和控制，確保企業產品研制數據的一致性、有效性、安全性、完整性和可追溯性。CAXACAPP系統以工藝知識庫、產品工藝數據庫為核心，以交互式設計為基礎，集成工藝知識庫管理工具等應用支持工具以及專家系統等智能應用和二次開發工具，能在不同應用層次與系統間實現集成化。
航空救生裝備產品應用的CAXA CAPP系統與WindChill PDM系統集成僅進行一定的數據及信息交換，屬于松散集成方式，不是深度、緊密的集成方式。集成模式是從PDM中導出EBOM及變更信息傳遞給CAPP，在CAPP中通過EBOM構建PBOM。工藝人員通過PBOM編制完成的各類工藝文件將生成的工藝文件檢入PDM并自動關聯相應產品結構，工藝文件審簽過程在PDM中操作，工藝文件審簽節點全部通過后，由PDM將簽名信息寫入工藝文件并負責電子歸檔。集成的原則是工藝設計過程仍然在CAPP系統中進行，PDM負責工藝數據的審簽和歸檔管理，接口訪問系統分別采用兩個系統中具有特定權限的某個公共賬號，不需要PDM和CAPP系統對用戶賬號進行同步。
CAPP與PDM系統獨立存在、各自運行，只是將CAPP工藝文件及審簽流程納入PDM管理，PBOM需在CAPP中創建，用戶信息在PDM及CAPP系統中同時并存，無法真正將CAPP作為PDM的工具集，無法實現CAPP與PDM系統的深度集成。
工藝設計與工藝管理過程是研發和生產過程中的重要環節，在產品研發和生產過程中產生的工藝數據是進行數字化設計、制造與管理的基礎數據。因此，實現數字化工藝設計與管理的CAPP系統是產品生命周期管理環境的基礎組成部分，與其他業務系統有機協作，共同完成基于產品數據管理、面向產品全生命周期的數字化業務過程。
1 集成需求
PDM系統提供了統一的運行環境和管理框架，CAPP系統基于此環境運行，解決產品研制過程中的工藝設計數字化需求，滿足PDM平臺的管理要求。PDM平臺下的CAPP系統具備如下主要業務支撐能力：
（1）以工具集的形式嵌入PDM系統中，基于PDM平臺的單一產品數據源，與其他業務系統協作運行。
（2）以XML方式將在CAPP系統中產生的工藝文件和數據提交到PDM平臺進行統一管理。
（3）實現各類工藝規程及工藝文件的設計和管理，提供方便、快捷的圖形繪制支持功能。
（4）提供工藝文件瀏覽、審簽、打印等工具，實現工藝文件的電子審簽、打印和發放。
（5）實現產品、零件、工裝、設備、材料等各類明細表的統計匯總。
2 集成目標
通過CAPP與PDM系統的集成，實現產品研制生產過程全生命周期管理及工藝設計數字化過程，解決企業研發和工藝信息化建設中的信息孤島問題，有助于企業在產品研制過程中實現以下目標：
（1）基于單一產品數據源和統一的工作流程管理，實現工藝設計與產品設計、生產制造等業務部門的有效協同。
（2）基于XML方式的數據集成，確保產品研制數據的單源性、全面性和準確性，實現產品生命周期數據的統一管理和全面共享。
（3）提供強大、便捷的工藝設計和圖形編制支持方法，有效提高工藝設計的效率和準確性，促進工藝設計的規范性和標準化程度。
（4）通過多種工藝數據的統計匯總與分析，提供可視化的匯總、分析結果展示，為工藝人員進行工藝管理提供決策性支持。
（5）保持業務系統的主體應用模式和使用習慣，確保工藝業務過程在系統重構過程中不中斷，實現工藝業務過程的穩定、平滑過渡。
3 深度集成總體方案
3.1 集成框架
CAPP與PDM系統集成采用以單一產品數據源為核心，以功能集成和數據集成為基礎的緊密集成方式，以PDM作為系統集成的平臺，負責EBOM與PBOM的創建與管理。CAPP作為工藝文件編制和工藝數據操作的運行環境，在其本身所需要的支撐工具的支持下，完成工藝設計過程，即CAPP作為PDM的工藝編輯工具集，進行緊密集成。
PDM作為系統集成平臺，負責系統集成中需要的產品結構管理、用戶管理、工作流程管理以及對CAPP生成的工藝文檔、工藝數據及其版本的管理。
CAPP作為工藝文件編制和工藝數據的生成環境，以PDM的產品結構和用戶及其工藝流程信息為基礎，在PDM中進行新建、編輯、瀏覽、打印、審批工藝文件，并能夠根據工藝文件生成對應的工藝數據，生成的工藝文件和工藝數據提交PDM管理，在CAPP中實現產品工藝數據的統計匯總功能。系統總體集成框架如圖1所示，其中虛線方框表示集成功能，雙實線方框表示系統各自的獨立功能。
圖1 CAPP與PDM集成框架
3.2 應用流程
CAPP系統基于自身制造知識和制造資源的基礎數據的支持，并在PDM平臺的工藝管理的支撐和協調下展開工作，完成工藝規劃、設計與統計匯總等各項業務。
CAPP系統以嵌入式工具集的形式在企業PDM平臺環境中運行，基于PDM平臺的單一產品數據源和用戶權限展開工藝設計工作，并采用統一的XML/PDF方式，將工藝設計結果提交PDM平臺統一管理。CAPP系統產生的工藝數據在PDM平臺的統一工作流中，必要時使用CAPP系統提供的各種可視化工具，進行各種工藝數據的審批和更改。在最終發布后，采用CAPP系統提供的工具進行統計匯總和打印輸出。其總體應用流程如圖2所示。
圖2 PDM平臺下的CAPP系統總體應用流程
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本文標題：探討CAPP與PDM系統深度集成（上）
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