本文在对企业现有信息化软件和企业实际需求进行分析研究的基础上，制定了基于物料清单(BOM)和产品数据管理(PDM)的CAPP系统技术方案，完成了CAPP系统功能模块开发，实现了企业对现有软件信息数据的高效利用和综合管理。
0 引言

    随着信息技术研究的深入和企业信息化建设的发展，企业相继开发实施了一系列应用软件系统，包括BOM系统、PDM系统等，这些软件在企业实施信息化初期为企业提高效率、降低成本及提高生产力水平发挥了积极作用。但随着应用软件平台的广泛应用，新问题逐渐暴露，主要表现为各系统数据库信息不能高效传递、共享和协同，难以保证数据的一致性、正确性、有效性与安全性。

    工艺信息是企业生产的重要信息之一，如何能最大化发挥各系统功能，有效解决PDM、BOM系统中相关信息传递、共享，如何保证这些信息的一致性、正确性、有效性与安全性，就成了当前信息化建设迫切需要解决的问题之一。

1 解决方案

    根据企业信息化实际情况，构建基于BOM和PDM系统的CAPP系统：BOM系统负责BOM信息的建立和维护；CAPP系统负责完成工艺编制、更改以及工艺数据的建立及维护；PDM系统负责工艺流程审批。同时，基于企业内部局域网，实现内网域用户与CAPP用户的统一。

    1.1 CAPP系统用户与内网域用户的集成

    为了满足企业信息安全需要，根据企业现有基础，对CAPP系统和内网采用统一的用户管理。CAPP系统从企业局域网获取域用户信息，通过给不同域用户定义不同的角色权限，形成CAPP系统用户。CAPP系统用户与内网域用户集成后主要有如下功能：

    1）内网域用户和CAPP系统用户一一对应。当用户以某域用户登录系统后，只能登录当前域用户对应的CAPP用户；要切换用户登录CAPP系统，须先切换域用户登录操作系统。

    2）采用域用户登录Windows平台后，登录CAPP系统时，首先进行内网域用户合法身份验证，若是合法域用户，则允许登录CAPP系统，否则无法登录。

    3）内网域用户合法身份验证后，若是普通用户不再需要输入口令；若以系统管理员身份登录则需要口令验证。用户登录流程如图1所示。

 

    图1 用户登录流程

    1.2 CAPP系统与BOM系统的集成

    CAPP系统与BOM系统集成的主要目的是为了获取BOM系统产品的BOM信息，将之导入CAPP系统形成CAPP系统进行工芝设计和生产组织的唯一数据源——产品结构树。集成后主要功能如下：

    1）BOM系统负责产品BOM信息的建立和维护。

    2）CAPP系统在服务器端定期自动导入BOM系统发布的BOM信息，形成产品结构树。

    3）工艺人员在CAPP系统中依据产品结构树进行工艺设计。

   1.2.1 CAPP与BOM集成的方案

    用户以管理员身份启动CAPP系统，登录信息模型管理模块，在系统配置项（BOM Config）设置访问WebService软件的固定帐户和口令；在服务器端通过任务计划来设置CAPP自动运行时间。

    在BOM系统BOM信息建立并发布后，通过WebService软件发布给中间表BOMRequest；CAPP系统通过访问中间表获取要导入的BOM信息，然后根据获取的BOM信息，通过WebService获取BOM的具体信息，生成XML文件并保存在本地硬盘；最后解析XML文件并将相关产品或零/组件信息导入CAPP系统，形成产品结构树。CAPP系统与BOM系统交互信息流程如图2所示。

    图2 CAPP系统与BOM系统交互信息流程

    1.2.2 中间表的建立

    中间表是CAPP系统与BOM系统交互信息时使用的工具；中间表放置在CAPP数据库中。中间表字段类型如表1所示。

    表1 中间表字段类型

    1.3 CAPP系统与PDM系统的集成

    CAPP系统与PDM系统集成的主要目的是为在CAPP系统完成工艺文件设计后，将工艺设计文件打包导入PDM系统，在PDM系统中完成工艺文件的校对、审核、批准和会签流程；同时，保证工艺数据源文件与审批文件的统一。

    1.3.1 CAPP与PDM集成的具体要求

    CAPP与PPD集成的具体要求如下。

    1）CAPP系统负责工艺设计，PDM系统负责工艺流程审批。

    2）工艺人员在CAPP系统中将编制完成的工艺文件打包并提交给PDM系统进行流程审批；同时锁定源文件。

    3）PDM系统完成工艺文件审批后，将审批结果及信息反馈给CAPP系统。

    4）CAPP系统根据PDM系统的反馈信息完成对工艺文件的定版或解锁等工作。

1.3.2 CAPP与PDM集成的方案

    CAPP与PDM集成的方案如下。

    1）工艺文件打包：工艺人员将编制完成的工艺文件（包括CXP、CATIA文件等）打包成压缩文件放在本地硬盘中。工艺文件在没有提交到PDM系统时，可进行多次打包；工艺文件上传到PDM系统成功后，打包被锁定，从而保证PDM系统与CAPP系统中工艺数据的一致性。打包成功时，生成校验码，存放在CAPP数据库中间表中。

    2）工艺文件上传：工艺人员启动PDM系统，将工艺文件压缩包上传到PDM系统进行流程审批。PDM系统对压缩包进行校验，校验通过后，成功接收，同时将信息传递给CAPP系统中间库。CAPP泵统根据中间库信息锁定压缩包。

    3）工艺文件审批：工艺文件在PDM系统中进行流程审批。审批人员下载工艺文件压缩包，通过文件浏览控件浏览工艺文件，并在PDM中进行文件批注；PDM系统将审批信息（审批节点状态、人员和时间等）直接写入中间库，反馈给CAPP系统。

    4)工艺文件管理：CAPP系统通过WebService方式获取PDM系统反馈信息，根据反馈信息对工艺文件进行维护。审批未通过时，工艺文件自动解锁，工艺人员可在PDM系统中查看打回节点和批注信息，并可重新编辑、打包及提交工艺文件；审批通过后，工艺文件自动定版。

    5）工艺文件升版：工艺人员在PDM系统中提交更改申请，申请批准后，PDM系统将更改申请信息反馈给CAPP系统中间库；CAPP系统根据反馈信息进行升版管理，若更改申请信息存在，允许升版。

    CAPP与PDM系统交互信息流程如图3所示。

    图3 CAPP系统与PDM系统交互信息流程

2 软件功能结构

    基于BOM和PDM的CAPP系统主要由工艺规程设计模块和管理模块组成，实现了包括工艺规程设计、工艺数据统计、工艺辅助设计工具、工艺文档管理、工艺流程管理、工艺资源库管理与维护、人员权限管理，以及二次开发工具等功能。其中工艺规程设计模块主要有如下功能特点。

    1）交互式工艺规程设计：在工艺规程设计模块，采用了“所见即所得”的用户界面及交互式工艺设计模式，利用信息模型驱动机制，实现数据与文档的一体化管理。用户面对数字化的工艺指令卡片界面进行信息录入，同时可方便地实现工序顺序调整、添加、删除、移动和拷贝等操作。

    2）工艺资源数据快速录入：系统实现与工艺资源数据库的动态关联，由程序实现工艺指令卡片中产品图号、技术文件、原材料、工具、工艺装备和机床设备等各项内容按对应工艺知识库人工点击选取，从而避免了手工输入产生的录入错误。

    3）实用工艺辅助设计工具：CAPP泵统内嵌CAXA电子图板作为绘图平台，能够实现快速绘图功能（包括各种曲线绘制、工程标注、块操作和库操作等），同时具有参数化的图库管理功能，可方便地提取各种标准件、常用工程图符号等，通过这些辅助工具可以快速实现工序图绘制。CAPP系统主要功能框图如图4所示。

    图4 CAPP系统主要功能框图

    在基于BOM和PDM的CAPP系统中，CAPP系统、BOM系统和PDM系统相互联系又相互独立，统一由企业信息中心负责维护和管理。
3 应用

    目前，基于BOM和PDM的CAPP系统已经开发完成。系统建立在基于BOM数据管理系统之上，支持网络环境下的工艺协同设计，以工艺知识库、资源库及产品工艺数据库为核心，以交互式设计为基础，辅以多种工艺文件检索方式和工艺信息统计功能，实现了工艺规程设计与工艺文件管理的计算机化。采用CAPP系统进行工艺设计的过程如图5所示。

    图5 采用CAPP进行工艺设计的过程

    用户通过CAPP系统可以定期查找产品最新BOM数据并导入CAPP系统形成产品结构树，工艺人员在产品结构树基础上运用工艺辅助设计工具进行零/部件的工艺设计；工艺设计完成后提交至PDM系统中进行流程审批，审批完成的同时进行工艺设计文仵的定版和打印。通过使用基于BOM和PDM的CAPP系统，使得企业的工艺人员在提高工艺设计效率的同时，减少了出错率，从而达到缩短产品研制周期、提高企业产品竞争力的目的。图6和图7分别为CAPP系统工艺文件打印和工艺信息查询界面。

    图6 CAPP系统工艺文件开印界面

    图7 CAPP系统工艺信息查询界面

4 结语

    基于BOM和PDM系统的CAPP系统是在目前企业信息化系统的基础上，充分利用企业已经实施完成的BOM系统、PDM系统成果，以及企业实际工艺审批流程，建立符合企业工艺设计与流程审批需要的CAPP系统，实现对企业工艺信息的有效管理，满足企业对数据安全性的需求，同时，为目前制造企业中普遍存在的信息“孤岛”问题，提供一种有效的解决途径。