概述

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)現(xiàn)在正從傳統(tǒng)的單機(jī)方式向網(wǎng)絡(luò)化方式轉(zhuǎn)變。windchill是一個(gè)較完善的以網(wǎng)絡(luò)為中心的數(shù)據(jù)管理集成系統(tǒng)。它可以在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中產(chǎn)生、收集、查詢和組織在不同地理環(huán)境的不同數(shù)據(jù)類型的設(shè)計(jì)、制造和商務(wù)信息。原始的CAD模型仍然由傳統(tǒng)的CAD軟件產(chǎn)生，制造經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然保存在原有的數(shù)據(jù)庫中，windchill的數(shù)據(jù)庫只記錄信息體對象的關(guān)聯(lián)并將這些信息網(wǎng)絡(luò)化、動態(tài)化和具生命性。在新的開發(fā)環(huán)境下，概念設(shè)計(jì)、知識管理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也從單機(jī)方式向Web協(xié)同開發(fā)方向發(fā)展?；趙indchill的協(xié)同產(chǎn)品數(shù)據(jù)開發(fā)環(huán)境下，大多數(shù)原有的數(shù)據(jù)庫和知識庫是可重用的。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下選擇和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘工具和知識管理系統(tǒng)，合理使用信息更新和重構(gòu)技術(shù)是基于windchill開發(fā)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效PDM系統(tǒng)的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

1、PDM系統(tǒng)配置

windchill是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺，它提供一個(gè)純Java語言為核心的信息平臺，所以它允許制造商、經(jīng)營商和用戶在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中以適當(dāng)?shù)脑L問權(quán)限在不同的操作系統(tǒng)無縫地連接各種格式的數(shù)據(jù)源。它是一個(gè)企業(yè)信息集成和分布操作的軟件框架。產(chǎn)品原始的設(shè)計(jì)，制造和其它信息仍然由專門CAD,CAM和OA軟件產(chǎn)生。一個(gè)合理的基于windchill的PDM系統(tǒng)的配置是非常重要的。我們構(gòu)建的PDM系統(tǒng)的集成框架如圖1所示。

圖1 基于windchill的PDM配置框架

該軟件系統(tǒng)框架基于協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)windchill R6.2、CAD、CAM,ERP,OA和專家系統(tǒng)提供不同的工具和函數(shù)處理實(shí)際的數(shù)據(jù)和模型。windchill儲存不同的對象在Oracle數(shù)據(jù)庫中?？赏ㄟ^訪問它的類的屬性、接口和及用Info Engine。與外部的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。

windchill具有在線協(xié)同產(chǎn)品數(shù)據(jù)/文件管理和工作流和版本控制能力。windchill可使在用戶化設(shè)計(jì)上，在原有Java類的基礎(chǔ)上繼承其諸如版本控制和生命周期管理的屬性并在些基礎(chǔ)上加添具管理知識和規(guī)則要素而成為一個(gè)新類。然而windchill本身并不提供概念產(chǎn)生的必要功能(如立體建模、加工計(jì)劃或裝配計(jì)劃)和使用和什理專家系統(tǒng)中的知識的能力。為了克服這個(gè)弱點(diǎn)，一個(gè)新的與windchill界面融合的用戶接口必須被設(shè)計(jì)以達(dá)到概念設(shè)計(jì)和評估的功能，這個(gè)知識儲存在同一工程子目錄的其它的工程文件中且其相應(yīng)的屬性允許更聚合和精確的知識在該工程中的使用和重用并為其它新工程的使用提供參考。系統(tǒng)運(yùn)行在客戶/服務(wù)器方式，它包括Apache web serever、Oracle數(shù)據(jù)庫、LOCAM、windchill和Protege2000。

專家系統(tǒng)使用Protege2000 Expert System shell和Java Expert System Shell(JESS)構(gòu)造。Protege允許以表單形式進(jìn)行知識庫的構(gòu)造和維護(hù)且本體論可以以諸如JDBC數(shù)據(jù)庫CLIPS、XML和RDF的數(shù)據(jù)方式存在。JESS集成在這個(gè)集成環(huán)境中并提供相應(yīng)的機(jī)制定義規(guī)則(CLIPS DEFRULES)，因?yàn)檫@在Protege的缺省設(shè)置中并不提供。收集在工程信息中的成熟的產(chǎn)品例子是知識庫和相應(yīng)規(guī)則的基礎(chǔ)。windchill通過新類的定義將其知識庫集成為系統(tǒng)的一體。概念設(shè)計(jì)本體論包含字典定義和明確術(shù)語的定義;用戶要求信息一如陳述在產(chǎn)品要求答卷和通訊中的信息;行動計(jì)劃一制造、工程更改、原型構(gòu)造和為開發(fā)小組的單個(gè)成員分配的行為;諸如工具、原形、成本趨勢圖的工程設(shè)備的財(cái)政頂算;設(shè)計(jì)計(jì)算包括簡單方程和FEA分析報(bào)告;可行性研究信息和破損模型效果分析數(shù)據(jù)以防止失敗(包括歷史數(shù)據(jù));測試和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和文件(包括諸如碰撞、噪音和防火等物理實(shí)驗(yàn));提供商信息，包括合同、法律文件和提供商資質(zhì);制造和裝配計(jì)劃包括概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，單個(gè)零件和性體裝配的BOM和CAD模型。這些數(shù)據(jù)和信息將被抽象為能被共享的知識類。

2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置

從制造的角度看，一個(gè)產(chǎn)品由一定量的零件組成。一個(gè)有組織的零件的聚合結(jié)構(gòu)表達(dá)了一個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。windchill提供豐富的功能和接口來產(chǎn)生、描述零件和產(chǎn)品對象和它們之間的相互關(guān)系。在Whillchill中描述的零件和產(chǎn)品信息可以分布在不同地點(diǎn)的機(jī)器上。原始的零件和產(chǎn)品的模型和圖紙由不同的CAD軟件在不同區(qū)域，部門的機(jī)器上完成。windchill除了用于組織零件和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，它還可以作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)零件和特殊零件庫構(gòu)建器。

2.1擴(kuò)展的零件類定義

windchill由數(shù)千個(gè)Java類組成。用戶可以通過windchill支持的API和子類建立其相應(yīng)的聯(lián)系。一個(gè)零件是一個(gè)產(chǎn)品最基本的組成要素。WPPart是windchill中個(gè)API子類并且具有可擴(kuò)展性。通過Rational Rose建模和windchill系統(tǒng)生成器，可以擴(kuò)展這個(gè)子類的方法、屬性和接口。被設(shè)計(jì)的WPPart擴(kuò)展屬性包括零件類型(標(biāo)準(zhǔn)、鍛造、鑄造、一般、外購…)，處理方式和成本。通過結(jié)合BOM的不同視圖和零件類型和加工方法，恰當(dāng)?shù)腂OM可供不同的部門使用。一個(gè)企業(yè)中各個(gè)不同的部門處理不同的BOM相對應(yīng)的事務(wù)和安排。通過結(jié)合輸出的BOM中性文件和ERl，中的成本估算軟件，就能得到一個(gè)產(chǎn)品有價(jià)值的綜合表達(dá)。另外，WPPart的擴(kuò)展屬性一成本將給我們一個(gè)直接和外向的表達(dá)并且可容易地被獲取和計(jì)算。

2.2標(biāo)準(zhǔn)零件庫的定義和建立

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以在windchill中被描述和操縱。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)零件和一些用于不同車間的特殊零件也可以由windchill的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來竹理。標(biāo)準(zhǔn)零件和特殊零件的定義和構(gòu)建如圖2所小。標(biāo)準(zhǔn)零件由它們的結(jié)構(gòu)、用途和特征等方式等來分類。通過定義零件的通常的特征來定義全部的零件在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中。在一般情況下，一個(gè)零件的CAD文件并不會被保存以減少磁盤的存儲空間。零件的模型由特征語言驅(qū)動程序從零件的特征描述數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)}的及叼構(gòu)造。零件的特征描述是一個(gè)字符串記求，這將更方便地通過STEP和XML與其它體系和程序交換信息。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)零件庫的定義和構(gòu)建

3、產(chǎn)品成本評估

產(chǎn)品成本和財(cái)務(wù)管理是PDM系統(tǒng)的一個(gè)重要方面，windchill能結(jié)合來自ERP和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的成本信息和不同視圖的材料清單，給出綜合和動態(tài)的成本報(bào)告。產(chǎn)品成本評估的軟件框架如圖3所示。

整個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造財(cái)務(wù)管理由傳統(tǒng)的ERP軟件完成。通過windchill提供的電子商務(wù)平臺，一個(gè)企業(yè)可以在商務(wù)水平級跟蹤和處理訂單和合同。在制造水平級、材料清單和成本估算是產(chǎn)品生命周期管理重要的一環(huán)。為了及時(shí)處理復(fù)雜的成本囚素，我們定義了零件類的擴(kuò)展的零件類型、價(jià)格方式和成本特性。這樣不同車間的材料準(zhǔn)備和成本可以由不同視圖的BOM來結(jié)算。通過WPPart的擴(kuò)展屬性:Cost(成本)可以更直接和方便地與其它軟件建立接口。windchill提供諸如lnfo Engine、用戶化報(bào)告、動態(tài)用戶結(jié)構(gòu)等與其它CAD/CAM/ERP系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，粗約的成本估算將依據(jù)零件的特征模型、知識庫和經(jīng)驗(yàn)制造數(shù)據(jù)庫來完成。個(gè)精確的成本估算將由專門的成本評估軟件完成。產(chǎn)品成本包括靜態(tài)評估成本和動態(tài)運(yùn)行成本。一個(gè)產(chǎn)品有生命周期，它能被工作流對象所控制。通過了解和控制產(chǎn)品生命周期中工作流對象，設(shè)計(jì)者和制造者將組織和了解材料清單以及財(cái)政平衡狀況。制造成本的動態(tài)監(jiān)視和評估通過獲取產(chǎn)品工作流對象來完成。適當(dāng)和適時(shí)的材料和資金準(zhǔn)備是個(gè)良好工作流的反映，這也是正確決策的前提。

4、結(jié)論和進(jìn)一步的研究

windchill是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為中心的分布式協(xié)同產(chǎn)品管理和制造知識管理的核心框架。產(chǎn)品的原始模型和數(shù)據(jù)仍然由相應(yīng)的CAD/CAM和ERP軟件來完成。高效的PDM系統(tǒng)可以通過windchill提供的類的擴(kuò)展、功能函數(shù)和接口與其它CAD/CAM軟件無縫地集成構(gòu)筑。在WEB環(huán)境的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置提供了一個(gè)柔性的方式來管理設(shè)計(jì)和制造事務(wù)。用同樣的方式我們還可構(gòu)造在一般的設(shè)計(jì)制造工程數(shù)據(jù)庫中保存產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)零件和特殊零件庫，合理設(shè)計(jì) BOM視圖和成木標(biāo)志將在設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中提供一個(gè)實(shí)用的成本評估功能。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，良好地設(shè)計(jì)工作流和動態(tài)監(jiān)視工作流將是我們進(jìn)一步的研究方向。