1 引言

    隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛使用的今天，異地協(xié)同的PDM系統(tǒng)，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是不可或缺的存在。各個(gè)行業(yè)的信息系統(tǒng)的規(guī)模和數(shù)據(jù)容量在急劇增加，為了更好地整合各種數(shù)據(jù)資源，更好地利用其價(jià)值，達(dá)到高效共享的目標(biāo)，所以數(shù)據(jù)共享與交換系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于城市數(shù)據(jù)資源管理中心和行業(yè)部門綜合信息平臺(tái)中，結(jié)合SOA體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)方法和在模型數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，就CAD探討了數(shù)據(jù)共享與交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

    1.1 項(xiàng)目實(shí)施的意義

    本項(xiàng)目致力于實(shí)現(xiàn)基于SOA的異地協(xié)同CAD/PDM系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，想要實(shí)現(xiàn)幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能方便、快捷地對(duì)設(shè)計(jì)好的3D數(shù)模、二維圖紙進(jìn)行管理、修改與維護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

    系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，可以根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)需求，對(duì)PDM系統(tǒng)進(jìn)行配置與開發(fā)，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能方便、快捷地對(duì)設(shè)計(jì)好的3D數(shù)模、二維圖紙進(jìn)行管理、修改與維護(hù)等功能成為可能。

    1.2 項(xiàng)目研究背景

    隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息孤島的問題也日趨嚴(yán)重，PDM就是為了解決信息孤島而出現(xiàn)的產(chǎn)物，減少成本的同事提高效率，因此，異地協(xié)同的PDM系統(tǒng)勢(shì)在必行。

    在產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息化之前，完成一項(xiàng)工作可能只要個(gè)人或幾個(gè)人就能勝任，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各種工作變得越來(lái)越復(fù)雜，而如今，幾乎每項(xiàng)工作的完成都是許多人智慧的結(jié)晶。所以在計(jì)算機(jī)科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)日益成熟的當(dāng)今信息社會(huì)，人們工作的特點(diǎn)具有群體性、交互性、分布性和協(xié)作性。因此協(xié)同工作在當(dāng)今社會(huì)就變得日益重要，協(xié)同工作中目的在于提高整個(gè)工作的效率。計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展正是適應(yīng)了上述特點(diǎn)產(chǎn)生。數(shù)據(jù)共享與交換系統(tǒng)的建立，將妥善解決行業(yè)相關(guān)或應(yīng)用相關(guān)但互不相通的信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)共享問題，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)之間跨網(wǎng)絡(luò)、跨系統(tǒng)、跨數(shù)據(jù)庫(kù)、跨應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)數(shù)據(jù)的共享與交換，實(shí)現(xiàn)信息資源的合理使用，整合優(yōu)化各機(jī)構(gòu)應(yīng)用服務(wù)。

2 PDM系統(tǒng)

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，PDM)技術(shù)是在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。它將所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和過(guò)程集成在一起，以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)的管理。其中與產(chǎn)品有關(guān)的信息包括所有屬于產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，如CAD/CAE/CAM的文件、物料清單(BOM)、產(chǎn)品配置、產(chǎn)品定單、事務(wù)文件、生產(chǎn)成本、電子表格、供應(yīng)狀況等。與產(chǎn)品有關(guān)的過(guò)程有關(guān)加工指南、加工工序、有關(guān)批準(zhǔn)和使用權(quán)限、安全、工作標(biāo)準(zhǔn)和方法、工作流程、機(jī)構(gòu)關(guān)系等所有過(guò)程處理程序。PDM能夠有效地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)按照一定的教學(xué)模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致、最新、共享及安全。

3 SOA

    面向服務(wù)架構(gòu)SOA(Service-oriented architecture)是一種用來(lái)構(gòu)建基于服務(wù)的分布式整合系統(tǒng)的方法，用來(lái)構(gòu)建分布式系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)功能可以當(dāng)作服務(wù)，作為整體或者個(gè)體，提供給終端用戶的應(yīng)用系統(tǒng)或其他服務(wù)。SOA指定在任何給定的體系結(jié)構(gòu)中，服務(wù)間應(yīng)有一個(gè)一致的通信機(jī)。SOA在企業(yè)級(jí)整合上帶來(lái)了松耦合和封裝的優(yōu)勢(shì)。它面向?qū)ο箝_發(fā)，基于組件的設(shè)計(jì)和企業(yè)應(yīng)用整合技術(shù)中的成功概念應(yīng)用于IT系統(tǒng)整合的架構(gòu)方法中。服務(wù)是SOA的基石，在分布式系統(tǒng)構(gòu)建的環(huán)境以外提供了眾多方法的接口服務(wù)，可以被外部或內(nèi)部服務(wù)消費(fèi)者獨(dú)立調(diào)用，以此更快地設(shè)計(jì)出新功能。SOA是用來(lái)構(gòu)建基于服務(wù)的整合系統(tǒng)的方法。隨需應(yīng)變商務(wù)中重要的業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)功能作為服務(wù)來(lái)構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)。服務(wù)可以由外部系統(tǒng)或是其他的內(nèi)部服務(wù)來(lái)單獨(dú)調(diào)用，也可以和其他的服務(wù)一起組合成新的業(yè)務(wù)流程。

4 項(xiàng)目概述

    目前，每個(gè)企業(yè)有多種建模軟件以及Teamcenter系統(tǒng)，這就需要實(shí)現(xiàn)建模軟件與Teamcenter的集成，以及數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換，這樣才能方便企業(yè)與企業(yè)之間的交流，大大提高工作效率。轉(zhuǎn)換服務(wù)器只能實(shí)現(xiàn)數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換，而不能自動(dòng)將轉(zhuǎn)換生成的結(jié)果文件放入Teamcenter數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要一個(gè)系統(tǒng)輔助，可以使轉(zhuǎn)換更加方便快捷。

    計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)是CAD技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。在協(xié)同設(shè)計(jì)中，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崟r(shí)交流，保證設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)品信息模型之間的合理性和一致性，達(dá)到加速產(chǎn)品開發(fā)的目的。在NX中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)候主要是將NX中工程圖的信息轉(zhuǎn)入到CAD中，其轉(zhuǎn)換的內(nèi)容主要是視圖(包括投影視圖、局部放大圖、剖視圖等）尺寸，形位公差和字符等有關(guān)信息。

    隨著CAD技術(shù)應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)據(jù)交換的需求日益明顯，并以CAD模型的方式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)將會(huì)越來(lái)越普遍。就Teamcenter系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的問題，對(duì)現(xiàn)在常用兩種格式Catia和NX比較，分析了Setup格式代替其他格式成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模式。在幾種不同的協(xié)同形式中，實(shí)現(xiàn)同時(shí)異地協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)難度最大；在不同的協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)象中，實(shí)現(xiàn)面向三維實(shí)體模型的協(xié)同設(shè)計(jì)難度最大。

    Teamcenter是全世界最廣泛使用的PLM系統(tǒng)。轉(zhuǎn)變?yōu)樵赟OA的基礎(chǔ)上建立的，跨專業(yè)、跨項(xiàng)目階段和計(jì)劃的真正集成化的PLM解決方案，為大小制造企業(yè)提供了平臺(tái)可擴(kuò)展性、應(yīng)用豐富性以及可配置性。本項(xiàng)目以Teamcenter軟件為平臺(tái)，通過(guò)與NX、Catia等設(shè)計(jì)軟件的集成，對(duì)制造業(yè)企業(yè)的異地協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行信息化實(shí)施，多種建模軟件，如CATIA、Pro/E、NX都是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中必備的軟件，這就需要集成以及轉(zhuǎn)換工具，將建模軟件與Teamcenter相結(jié)合，各種數(shù)模相互轉(zhuǎn)換，方便企業(yè)之間查看、交流數(shù)據(jù)，有效地提高生產(chǎn)、工作效率。

    該P(yáng)DM系統(tǒng)以面向服務(wù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，采用IBM Web sphere中間件作為Web Service，配置同時(shí)具有兩層客戶端和4層客戶端架構(gòu)模式的系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)同構(gòu)或異構(gòu)CAD模型進(jìn)行檢查與分析。

    4.1 PDM系統(tǒng)的架構(gòu)

    要實(shí)現(xiàn)集中式數(shù)據(jù)管理，保證唯一數(shù)據(jù)源，且提供高效的協(xié)同研制環(huán)境，首要的前提條件是使研發(fā)、制造、客服單位處于一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)，構(gòu)建具有4層架構(gòu)模式的系統(tǒng)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)的2層和4層架構(gòu)模式如圖1所示。

    圖1 PDM系統(tǒng)的二層和四層架構(gòu)模式

    4.2 實(shí)現(xiàn)多CAD系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)集成

    實(shí)現(xiàn)NX、Catia三維設(shè)計(jì)軟件與PDM的集成。實(shí)現(xiàn)在PDM系統(tǒng)中管理設(shè)計(jì)好的3D數(shù)據(jù)模型和圖紙文件，實(shí)現(xiàn)零部件屬性的同步映射，構(gòu)建零部件標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和材料件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)、多用戶的協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程。

    在服務(wù)器端安裝JT Transfer的相關(guān)服務(wù)，在客戶端安裝好NX客戶端，NX集成，Catia客戶端，Catia集成，以保證數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)軟件與PDM系統(tǒng)之間的交互。

    4.3 實(shí)現(xiàn)NX、Catia數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

    實(shí)現(xiàn)NX與Catia的異地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)換規(guī)則與轉(zhuǎn)換策略，利用轉(zhuǎn)換中間件，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能。通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)的測(cè)試，保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方案的可行性。設(shè)計(jì)與構(gòu)建數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換規(guī)則，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，使設(shè)計(jì)人員通過(guò)Web環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與管理。

    產(chǎn)品模型數(shù)模轉(zhuǎn)換有兩種：第一種直接轉(zhuǎn)換，從一種產(chǎn)品模型數(shù)模直接轉(zhuǎn)換到另一種產(chǎn)品模型數(shù)模。第二種間接轉(zhuǎn)換，從一種產(chǎn)品模型數(shù)模轉(zhuǎn)換到一個(gè)中間過(guò)渡數(shù)模，然后再由過(guò)渡數(shù)模轉(zhuǎn)換到另一種產(chǎn)品模型數(shù)模。NX提供了好多產(chǎn)品模型數(shù)模轉(zhuǎn)換的方法，  （比如：CATIA V4、CATIA V5、IGES、STEP AP203、STEP AP214等）這些方法很全面地覆蓋了NX與其他工業(yè)軟件間的數(shù)模交換。

    NX文件轉(zhuǎn)換到Catia文件一般使用3種方法：(1)將NX文件直接轉(zhuǎn)換為Catia文件；這種方法在轉(zhuǎn)換單個(gè)NX文件時(shí)候比較方便快捷，在轉(zhuǎn)換裝配文件時(shí)，此方法處理速度比較慢且容易丟失特征。(2)將NX文件轉(zhuǎn)換成STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)文件，然后再轉(zhuǎn)換成Catia文件；NX允許設(shè)計(jì)人員以STEP AP203和STEP AP214數(shù)模格式讀寫數(shù)模，這種格式的轉(zhuǎn)換成功率很高且不易丟失特征，可以單獨(dú)處理而不影響NX使用。(3)將NX文件轉(zhuǎn)換成IGES(Initial Graphics Exchange Specification)文件，然后再轉(zhuǎn)換成Catia文件，IGES格式更加適合來(lái)轉(zhuǎn)換片體曲面之類的特征。這3種方法相比較而言更多使用STEP格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在不同的時(shí)候根據(jù)實(shí)際情況選定轉(zhuǎn)換方法以達(dá)到最優(yōu)的數(shù)模轉(zhuǎn)換。

5 結(jié)語(yǔ)

    對(duì)基于SOA的異地協(xié)同CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并具體說(shuō)明了實(shí)施步驟，其在測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行配置與實(shí)施，為將來(lái)在企業(yè)中應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于Teamcenter的多CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究

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