歡迎參加第十二屆產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會(huì) 12月1-2日 長沙

1 前言

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)可視化是產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，使產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)中不同角色的成員能夠以二維和三維格式顯現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的關(guān)鍵特征，通過高性能、輕量化的三維可視化，進(jìn)行CAD協(xié)同。
產(chǎn)品研發(fā)工程師采用三維軟件輸出產(chǎn)品三維圖，一個(gè)具備眾多特征的部件三維容量可達(dá)到300MB，產(chǎn)品整機(jī)三維文件容量接近2GB。而采購、檢驗(yàn)和生產(chǎn)人員沒有安裝專業(yè)的三維軟件，無紙化條件下，不利查閱三維特征。如某部件經(jīng)可視化發(fā)布后，生成零件三維大小約2MB，整機(jī)三維大小約16MB。三維可視化發(fā)布能夠極大壓縮產(chǎn)品三維容量，滿足產(chǎn)品在采購、檢驗(yàn)、試制和生產(chǎn)加工過程查看、打印生產(chǎn)用圖及轉(zhuǎn)換成PDF外發(fā)加工需求。

    本文針對(duì)PLM系統(tǒng)三維可視化發(fā)布不穩(wěn)定，影響研發(fā)和生產(chǎn)的問題開展研究，分析可視化的體系結(jié)構(gòu)、可視化服務(wù)和實(shí)現(xiàn)的工作原理，并提出問題排查思路。

2 可視化體系結(jié)構(gòu)與工作原理

    通常在三維軟件中打開2D和3D圖紙，這對(duì)使用者的電腦配置要求比較高，另外打開的速度相對(duì)也會(huì)比較慢。而生產(chǎn)應(yīng)用中，并不需要打開完整的模型，例如圖紙的簽審、生產(chǎn)線技術(shù)員臨時(shí)確認(rèn)圖紙尺寸，生成可視化會(huì)更為方便。

    三維可視化是物理模型的縮略圖，它會(huì)隱藏掉模型很多的參數(shù)特征，顯示用戶能夠看到的一些基本的外部信息，是基于原物理模型的輕量化模型。由于在用戶打開時(shí)其占用的內(nèi)存較小，所以打開的速度也會(huì)快很多。

    2.1 CAD代理調(diào)用CAD工作站壓縮轉(zhuǎn)化三維數(shù)據(jù)

    CAD發(fā)布工作站和CAD代理是實(shí)現(xiàn)可視化服務(wù)的關(guān)鍵。通過工作站、可視化服務(wù)器與對(duì)象適配器通信。CAD代理通過配置CAD工作站來管理可視化服務(wù)器資源。在標(biāo)準(zhǔn)CAD工作站配置中，當(dāng)“發(fā)布器”接收到發(fā)布請(qǐng)求后，會(huì)把CAD文件傳給CAD代理，CAD代理接收到發(fā)布的數(shù)據(jù)，調(diào)用CAD工作站來轉(zhuǎn)換CAD數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)返回用戶，并把產(chǎn)生的最終數(shù)據(jù)通過編程方式調(diào)用載入程序保存到PLM系統(tǒng)中。
 
    CAD工作站是用特定CAD系統(tǒng)的API編寫的程序，可在不同可視化服務(wù)器中配置CAD工作站。通常在遠(yuǎn)程系統(tǒng)上運(yùn)行，生成ProductView可從本地CAD文件和組件中讀取文件。CAD代理的主要特征：記錄和配置多個(gè)CAD工作站；根據(jù)需要啟動(dòng)并停止CAD工作站；查看可視化服務(wù)器日志文件；在配置期間測試CAD工作站；管理從CAD工作站傳入和傳出數(shù)據(jù)。
 
    2.2 可視化體系結(jié)構(gòu)與工作原理

    為了使可視化服務(wù)器同CAD客戶端之間交換文件，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)必須建立共享公用文件系統(tǒng)目錄。此目錄可以位于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中的任意一個(gè)上，用作服務(wù)器和客戶端之間的文件傳輸，通常是安裝在可視化服務(wù)器上。

    當(dāng)可視化服務(wù)接收到將CAD對(duì)象轉(zhuǎn)換為ProductView客戶機(jī)使用的格式的請(qǐng)求后，服務(wù)器通過CAD代理，調(diào)用CAD工作站。工作站打開一個(gè)Creo應(yīng)用程序的非圖形會(huì)話，并將指定的CAD對(duì)象轉(zhuǎn)換為ProductView格式，Creo應(yīng)用程序?qū)⒏鶕?jù)需要發(fā)布的CAD數(shù)據(jù)，這個(gè)過程無需用戶進(jìn)行直接干預(yù)。

    可視化體系結(jié)構(gòu)與工作原理：PLM用戶通過WVS生成可視文件，在PLM數(shù)據(jù)庫中保存這些文件，經(jīng)過CAD數(shù)據(jù)發(fā)布后，用ProductView進(jìn)行查看，這些查看數(shù)據(jù)包含了很多文檔格式。主要工作原理：

    （1）載入程序。

    載入程序負(fù)責(zé)在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)之前準(zhǔn)備數(shù)據(jù)以存儲(chǔ)在PLM數(shù)據(jù)庫中，通過以下兩種方式來使用載入程序。作為PLM服務(wù)，在目錄中查找文本文件。它定義預(yù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的位置并指定數(shù)據(jù)保存到PLM中時(shí)使用的目錄編制方法。作為由發(fā)布者直接調(diào)用的操作，發(fā)布者的調(diào)用是通過編程執(zhí)行的，數(shù)據(jù)是用相同的方法處理。

    載入程序可以有選擇地調(diào)用縮略圖生成器，以創(chuàng)建3D幾何的3D縮略圖文件和JPG圖像。通過縮略圖生成器的源文件將其配置為只創(chuàng)建JPG圖像。由載入程序保存到PLM中的數(shù)據(jù)保存在與EPMDocument的相關(guān)的表示方法。

    （2）數(shù)據(jù)發(fā)布

    用戶將三維圖檢入PLM系統(tǒng)，發(fā)布器將遍歷PLM中的結(jié)構(gòu)并對(duì)所需的CAD文件進(jìn)行解壓縮，遍歷和文件選擇是基于所處理的數(shù)據(jù)類型。PLM采用CAD代理來安排CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)發(fā)布按以下步驟完成：接受WVS用戶請(qǐng)求；檢入EPM客戶數(shù)據(jù)；更改PLM中生命周期、生命周期狀態(tài)、團(tuán)隊(duì)或文件夾。

    PLM始終會(huì)創(chuàng)建一個(gè)發(fā)布作業(yè)，將作業(yè)傳遞到PLM處理隊(duì)列，發(fā)布記錄寫入系統(tǒng)日志中，并可以通過WVS發(fā)布監(jiān)視器查看。

    （3）引進(jìn)隊(duì)列技術(shù)

    為了提高系統(tǒng)的性能，縮短系統(tǒng)三維可視化發(fā)布等待時(shí)間，PLM引入隊(duì)列技術(shù)。隊(duì)列是一種能將應(yīng)用程序的處理工作有效地劃分為前臺(tái)任務(wù)和后臺(tái)任務(wù)的技術(shù)。當(dāng)處理容量允許時(shí)，這種技術(shù)通過存儲(chǔ)消息、確定消息處理的優(yōu)先順序和向應(yīng)用程序提交消息來發(fā)揮作用。它使你能夠平衡本地計(jì)算機(jī)的負(fù)荷，或?qū)⑷蝿?wù)分配到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。

    PLM系統(tǒng)為了減少三維發(fā)布的等待時(shí)間，Method Server將需要后臺(tái)處理的三維信息排入隊(duì)列，然后就可以從頁面的呈遞過程中去掉該處理任務(wù)。由一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程來讀取并隊(duì)列處理這些消息，甚至可以交由Visualization Worker Server來發(fā)布三維信息。

3 可視化問題分析

    我們?cè)谂既粰C(jī)會(huì)，將PLM系統(tǒng)升級(jí)后，出現(xiàn)三維文件發(fā)布等待時(shí)間較長，三維可視化發(fā)布隊(duì)列積壓的現(xiàn)象。如某三維圖紙檢入PLM后過2小時(shí)可視化還是發(fā)布不成功，查看等待隊(duì)列作業(yè)處于776，10分鐘后是754，發(fā)布時(shí)間過長，造成三維發(fā)布延緩。

    進(jìn)入PLM管理后臺(tái)查看隊(duì)列積壓情況，三維隊(duì)列積壓2419條，而且削減速度極慢，發(fā)布任務(wù)只增不減，將三維文件檢入和檢出重新發(fā)布，問題依然存在，嚴(yán)重影響到產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度。而且出現(xiàn)同一個(gè)作業(yè)多次發(fā)出的情況，如編號(hào)為01055200044的作業(yè)，在待發(fā)任務(wù)中出現(xiàn)10次，文件大小一致，可以判斷為01055200044作業(yè)復(fù)制10次去發(fā)布，無疑是造成發(fā)布速度慢的主要原因。

    另外，我們對(duì)單個(gè)任務(wù)發(fā)布的時(shí)間可以進(jìn)行定義和限制，如某一作業(yè)發(fā)布10分鐘還沒有成功，終止其可視化的發(fā)布；對(duì)發(fā)布可視化的順序重新定義，模型大小超過1G的模型可以延遲發(fā)布可視化、手動(dòng)發(fā)布可視化的模型優(yōu)先發(fā)布，但問題仍然存在。

    通過發(fā)布監(jiān)視器WVS，我們分析出可視化發(fā)布慢的原因：

    同一時(shí)刻提交發(fā)布文件數(shù)量多、文件大，等空余時(shí)間消耗完。

    系統(tǒng)發(fā)布限制，只允許條件范圍內(nèi)文件發(fā)布。如系統(tǒng)設(shè)定模型的可視化發(fā)布時(shí)間為小于等于600秒、文件大小小于等于2G。

    三維模型存在特征圓形參考，造成發(fā)布死循環(huán)。如某一特征10參考特征20，特征20參考特征30，特征30又參考特征10。

    發(fā)布過程，物理文件被修改，無法找到發(fā)布的對(duì)象導(dǎo)致失敗。

    同一可視化作業(yè)重復(fù)發(fā)布多次。

    服務(wù)器硬盤空間滿，或者服務(wù)器硬件性能不足。

    排除服務(wù)器硬件問題后，我們重新安裝了一套新的worker機(jī)，從Creo2.0升級(jí)到Creo 3.0，在Worker發(fā)布服務(wù)器中增加8個(gè)worker發(fā)布進(jìn)程，發(fā)布速度明顯有提升。接著繼續(xù)配置PLM系統(tǒng)預(yù)先定義的檢查規(guī)則，對(duì)編碼、名稱等重要參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)和檢查。然后通過手工發(fā)布到PLM系統(tǒng)中，自動(dòng)創(chuàng)建生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、CAD文檔，以及CAD文檔之間的關(guān)聯(lián)，并根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則自動(dòng)觸發(fā)后續(xù)流程，問題才得以解決。

4 PLM可視化知識(shí)梳理

    （1）PLM的可視化服務(wù)：PLM系統(tǒng)的一種透明服務(wù)，將CAD和文檔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ProductView（一種數(shù)據(jù)查看和可視化工具）能夠顯示的文件格式（稱為發(fā)布）。發(fā)布后以縮略圖像的形式進(jìn)行查看，這些縮略圖像顯示在PLM的屬性頁面和列表中。用戶在應(yīng)用中一旦選擇縮略圖像將自動(dòng)啟動(dòng)ProductView顯示。

    （2）MethodServer 服務(wù)器：用于服務(wù)器上運(yùn)行的Java 應(yīng)用，支持后臺(tái)隊(duì)列處理，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)邏輯，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，和客戶程序之間交互；三維可視化發(fā)布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在MethodServer服務(wù)器上。

    （3）CAD Visualization Worker（CAD可視化發(fā)布工作站）：將Creo設(shè)計(jì)的產(chǎn)品三維（*.prt/*.asm/*.drw）發(fā)布成可視化文件（*.PLT）。CAD Worker可視化隊(duì)列分為立即要執(zhí)行和延遲執(zhí)行的情況，當(dāng)三維數(shù)據(jù)信息較少是，可以立即發(fā)布；當(dāng)三維信息瞬間數(shù)據(jù)量很大，就會(huì)啟用延遲發(fā)布。

    （4）可視化PLT格式：PLT格式文件用來出圖。PLT格式文件容量較少，可以用CAXA/AutoCad/CoreIDraw打開，便于查看和打印，適合無盤工作站訪問。

    （5）PLM Visualization Structure (WVS)： PLM可視化發(fā)布服務(wù)進(jìn)程，為發(fā)布文檔和創(chuàng)建可視化的表示提供了一個(gè)框架。發(fā)布過程使用由工作站代理管理的工作站。

    （6）Oracle RAC高級(jí)隊(duì)列：Oracle數(shù)據(jù)庫的一個(gè)特性，它提供消息隊(duì)列管理功能。這是一個(gè)非常可靠、安全和可伸縮的消息管理系統(tǒng)，因?yàn)樗�使用與其他基于Oracle技術(shù)的應(yīng)用程序相同的數(shù)據(jù)庫特性。

    （7）數(shù)據(jù)發(fā)布：產(chǎn)品工程師將三維檢入PLM系統(tǒng)，發(fā)布時(shí)將遍歷PLM中的結(jié)構(gòu)并對(duì)所需的CAD文件進(jìn)行解壓縮，遍歷和文件選擇是基于所處理的數(shù)據(jù)類型。PLM采用CAD代理來安排CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

    （8）CAD代理：

5 總結(jié)

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)可視化是面向產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)中不可或缺的重要功能，產(chǎn)品生命周期的可視化功能使產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)中不同角色的成員能夠以二維和三維格式顯現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的關(guān)鍵特征，通過高性能、輕量化的三維可視化，進(jìn)行CAD協(xié)同。

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：2016產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)可視化發(fā)布應(yīng)用研究

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