推土機工藝信息化在MPMLink中的實現

山推工程機械股份有限公司 程冠艷 樊慶琢 王領

隨著CIMS、PDM、ERP等技術的發展，通過建立單一產品數據源，實現產品在全生命周期中的數據和過程集成，成為企業信息化建設的趨勢。這就要求產品的工藝設計和管理系統首先應該是一個以產品工藝數據為中心，集工藝過程設計、工藝信息管理為一體的交互式計算機應用系統和開發平臺，實現工藝設計和管理的自動化、信息化。在此基礎上，工藝系統還應該實現與設計系統、制造系統的全面集成。

一、Windchill MPMLink簡介

Windchill是美國參數技術公司（PTC）推出的一款產品開發系統（PDS）產品，用來管理產品和工序的整個生命周期，包括PDMLink和MPMLink等應用模塊。

PDMLink是一個功能完善的基于Web的產品數據管理平臺。該系統基于Java技術，以授權控制為基礎，為企業用戶提供了一個動態的協作環境。它可以管理從概念設計、詳細設計到生產制造各個階段產生的各類數據。采用了先進的B/S（Browser/Server）3層體系結構，即客戶端/應用服務器/數據庫。

MPMLink是Windchill中用于制造數據管理的設計環境，是定義和管理用于制造部件、裝配最終產品和執行檢查的制造過程。在產品生命周期管理系統中，MPM過程是連接產品設計和產品執行（從生產計劃到資源和庫存）的橋梁。由制造產品結構瀏覽器、制造資源瀏覽器、制造標準瀏覽器、工藝計劃瀏覽器、制造甘特瀏覽器組成。

二、推土機工藝管理現狀

推土機的生產形式為離散型制造，具有產品種類繁多、產品結構復雜、生產數據量大和過程控制困難等特點。隨著計算機技術的不斷發展，傳統的CAPP技術構建工藝系統已經不能滿足日新月異的要求。對設計、工藝和制造之間數據集成性要求較高，迫切需要從數據管理和集成的角度來實現產品的制造工藝系統。

經過Windchill PDM項目的實施，將推土機產品的設計過程管理（EBOM）和制造裝配過程管理（MBOM）均在PDMLink中進行，工藝過程設計仍在XTCAPP中進行編輯。這樣研發制造和工藝設計在兩個系統進行，系統之間存在信息斷點，系統的兼容性和數據交換機制影響工作效率和準確性，形成信息孤島。

三、推土機工藝信化需求

推土機工藝信息化需要研究利用MPMLink替代現有艾克斯特XTCAPP系統，進行工藝過程設計和工藝信息管理，提高設計、工藝、制造數據的準確性和一致性，減少重復工作。

在系統內將工藝、工裝、資源等數據化管理，實現工藝設計的三維化、無紙化、結構化、流程化；實現工藝技術文件的編輯可視化，形成符合企業標準的工藝技術文件，在系統中實行統一管理。

在系統中進行工藝設計數據管理，大致分為4類數據：工藝支持數據：工藝過程中定義的工藝資源（刀具、量具、輔具及其它）數據的存儲和管理。

工藝過程數據：基于產品結構樹，以零件工藝為基本單位進行的、結構化數據的存儲管理。

工藝文檔：工藝方案、工藝設計、工藝驗證、工具和設備的技術要求（技術參數）產生的各類工藝文件。目錄式的文檔操作視圖，簡單直觀，符合技術人員使用習慣。

工作流信息：執行與監控簽審及變更等工作流所需或所產生的各種信息。

對工藝設計數據進行統計分類，定義工藝數據類、類的屬性和以數據屬性表的形式，將關鍵數據信息保存在PDM數據庫中，并能生成各類工藝報表和工藝資源報表。

四、推土機工藝信息化在MPMLink中的實現

基于推土機工藝信息化的需求，探索利用MPM系統的標準功能，運用二次開發，為推土機量身打造一個設計和工藝一體化工作環境。

1、創建工藝資源

如圖1所示，在系統中創建資源庫，將諸如標準工序（工步）、設備、人工、計劃、工作中心等各種工藝資按文件夾分進行分類存儲。

圖1 創建工藝資源

圖2 創建資源分類結構

創建資源分類結構，資源通常與其他資源歸類在某一資源的分級結構中，一個工廠（或工作中心）可能有多個種設備，按照大類、中類、小類的方法分類。如圖2所示，在MPMLink為各工作中心創建資源分類結構。

為了在工藝計劃的操作中將這些元素有機組合在一起以實現有效的技術結果，需要定義資源間的兼容性鏈接，將資源、資源組和功能之間的關系定義為：可接受、禁止、強制、不建議、首選。

2、創建標準工序

如圖3、圖4所示，通過MPMLink制造標準瀏覽器建立標準工序、標準工步分類管理，為工藝計劃信息的重用提供了方便。并將這些數據作為典型工藝進行管理。

圖3 創建標準工序

3、創建工藝BOM（Process BOM,PBOM）

設計BOM（又稱EBOM），是設計人員根據客戶需求或設計要求，進行產品設計而形成的，反映產品的設計結構和設計屬性。零部件的“視圖”屬性標記為“設計視圖（Design）”簡稱D視圖。

工藝BOM（又稱PBOM），PBOM是由工藝工程師將EBOM或MBOM通過轉視圖生成，再根據產品的裝配和制造需求進行重構，“視圖”屬性標記為“工藝視圖（Process）”簡稱P視圖。

如圖5所示創建PBOM，PBOM創建完成。如圖6所示，再根據關聯部件的屬性，創建“視圖”屬性標記為“工藝視圖（Process）”的工藝計劃與PBOM部件相關聯。創建工序，為工序進行“部件分配”“資源分配”。在各工序結點創建工步（子工序），添加工步資源，編輯工步內容、定義工藝參數、編輯工藝附圖。這樣基于MBOM的結構化工藝設計完成。

圖5 創建 PBOM

圖6 創建工藝計劃

4、制定工藝模板

基于一個輕量化的表格組件，該組件與Windchill嵌入式集成。通過集成開發工作，實現自定義模版，自定義數據字段映射、解決工藝信息的自動提取、支持電子簽審、瀏覽及文件升版的數據重用，從而在Windchill系統中實現工藝文件的創建與高效管理。

采用類似于Word的表格拆分、合并方式，自定義諸如機加、熱處理、沖壓、焊接等各種工藝文件格式。

如圖7所示，在MPMLink中存儲的結構化工藝數據，通過報表輸出在各工序結點生成各類工藝卡片，文件檢入系統時自動與所屬節點關聯，根據工序自動調用各自專業模板，生成符合標準的工藝文件。工藝文件的審簽和變更控制與部件、工藝路線的審簽和變更保持一致。

圖7 工藝文件

5、定制流程

如圖8所示，根據業務需要對存儲在系統中的工藝數據制定流程，通過工裝、PBOM、工藝文件的變更、簽審、廢棄等流程控制變更過程和數據的有效性。

圖8 工作流

五、結語

分析推土機制造工藝的現狀及管理需求，研究如何在新興的制造過程管理工具Windchill MPMLink軟件中的實現，建立了基于設計、工藝、制造一體化的統一的管理平臺，解決了傳統的設計、工藝與制造中存在的信息孤島問題。實現以零件為核心、以BOM為主線，將設計數據、工藝數據、更改信息等數據與零件信息進行有效管理，具有非常重要的意義。