1 前言

    公司已經全面實施了ERP和PDM/CAPP系統，取得很好的應用效果。公司計劃全面推廣CAD/CAM技術，實現從設計到工藝到制造的整體信息化集成方案，引進三維設計軟件，實現全橋三維建模，提高產品設計精度；通過將設計項目管理、全過程產品數據管理、模型設計、工程圖設計、工藝設計、套料設計和采購清單提供全面納入軟件系統進行信息管理和流程驅動管理，實現設計過程跟蹤管理和設計交付物的可視化管理，逐步建立以設計管理平臺為基礎的企業知識積累機制，提高產品工藝設計能力和水平。

2 項目目標

    建立統一完整的項目技術資料管理平臺，提供生產管理需要的技術數據；

    可覆蓋企業所有項目技術資料的靜態和動態管理；

    可有效集成各種設計軟件信息，并將信息組織成約定的接口數據傳遞給ERP系統；

    建立一套項目管理體系，符合企業管理習慣和未來業務發展需要；

    逐步建立整個企業數據保護和知識積累的機制；

    建立電子化項目技術資料管理相關制度和崗位設置。

3 項目解決方案

    3.1 總體規劃

    在應用CAD平臺后，工程BOM上的產品裝配關系就不需要手工維護，而是直接從CAD信息中獲取。而且在CAD設計時就需要直接填寫編碼和材料信息，這些信息需要查ERP庫和用編碼管理器生成。

    在CAD文件進入PDM系統后需要走流程完成簽審和發布工作。

    PDM環境下可以利用發布的三維模型或二維工程圖創建NC代碼，并作為相應零部件的關聯對象管理。

    完成CAD/CAM/CAPP設計后PDM產生接口數據。

    圖1 集成系統產生的產生接口數據

  3.2 建立工程BOM和工程專用資源庫

    在生產準備階段，根據外來的二維圖紙在PDM中手工建立工程BOM結構。工程BOM結構和產品裝配關系并不等同。下面是一個參考的工程BOM結構圖。

    圖2 工程BOM結構圖

    節段下的裝配關系和產品裝配關系一致，通過每個批次下反映當前批次要生產的節段，未來PDM和ERP接口的匯總位置也可以以批次為單位，實現逐批設計，逐批制造下同步分階段傳輸信息。

    可提供PDM和ERP接口，產生PDM的產品節段結構時，PDM根據ERP接供的任務表（反應當前要生產的批次的節段和節段數量），如果節段結構在PDM中已經存在，則可以讀取PDM系統內已有節段裝配結構信息，產生完整的當前批次產品結構信息，并可以進行后續相關的信息匯總。而且套料計算時可以準確獲得制造BOM信息，因為在每個批次下不同節段數量是精確的。

    如果工程BOM先在ERP中建立，則可利用PDM自帶的BOM工具從ERP系統中自動獲得工程BOM結構，此時工程BOM結構只有任務號（批次號）和核算號（節段號）。節段、單元代號和PRO/E中相應零部件代號一致。

    工程BOM建立完成后，可以將橋梁線型構造、節段劃分、設計要領、工藝技術準備、裝配、焊接、涂裝工藝等文件作為工程的關聯對象入庫，后續設計過程中設計人員都可以參考。

    在裝配、焊接、涂裝工藝設計過程中手工產生鋼材、焊材、涂料預估清單，將由ERP負責管理，以數據表的形式提供給PDM，PDM可將此數據表建立專用于某一工程的企業資源庫，作為特定某一工程的材料標準庫在零件設計或編制工藝時使用。

    然后在開目工藝資源管理器中建立相應的鏈接，今后在本工程下創建新零件選擇物料時，或者在編制裝配、焊接、涂裝工藝文件時，將在對應欄目自動顯示對應預估清單的物料，并訪問到ERP的物資編碼庫全部字段記錄。

    3.3 PRO/E文件入庫到PDM系統中

    3.3.1 PRO/E外部建模

    在PDM系統外部利用PRO/E建模時，有如下要求：

    在PRO/E中零部件代號需要調編碼產生，需要將開目編碼管理器集成到PRO/E中，這樣在填寫代號或其它定義了編碼的屬性時，可以調用開目編碼管理器或企業資源管理器填寫。在填寫編碼時，如果代號已經存在，在PRO/E環境下能提示“該零部件在PDM環境下已經存在，是否加載已有的三維模型？”如果選擇同意則自動引入已有的零部件模型，相當于借用。如果選擇不同意，則需要另外創建新代號或新版本。一般情況下選擇創建新代號。

    在PRO/E中零部件也要填寫物資代碼，材料牌號，材料規格，材料單價等需要從ERP庫中獲取的屬性，需要將開目工藝資源管理器集成到PRO/E中，這樣在填寫材料屬性時，可以調用開目企業資源管理器填寫。在填寫物資屬性時物資選擇范圍默認是鋼材預估清單中的種類。

    在PDM中提供PRO/E三維國標標準件分類庫，在PRO/E設計時可以利用插件調用三維標準件引入到PRO/E設計環境中作為一個或多個（當標準件數量不唯一時）實體參與裝配。

    在PRO/E設計環境中，對焊接件的焊接特征統一標注焊接特征參數，這些參數表要集中提取信息保存，后續針對每個焊接特征將匯總焊接材料清單。如果在PRO/E不能支持焊接參數管理要求的情況下，未來也可以考慮直接在焊接件對應的焊接特征參數表中填寫焊接特征參數，并用于后續集成接口。

    3.3.2 利用PDM提供的BOM展開工具入庫PRO/E模型

    在PDM中進入BOM工具調用PRO/E展開接口；

    將PRO/E文件從本地計算機引入后展開；

    入庫時要能自動提取結構關系，零部件屬性，三維模型和焊接特征參數。

3.4 PRO/E文件在PDM系統中的工作流管理

    3.4.1 將PRO/E模型加入審核流程

    在BOM展開工具界面或者直接在產品結構樹上將零部件對象（對應三維模型）加入到已有項目工作流中去審核。也可以直接創建一個新任務走流程。

    3.4.2 在流程中圈閱PRO/E模型

    加入流程的PRO/E模型就可以提交并圈閱。在圈閱PRO/E文件時可以調用PRO/E自帶文件瀏覽器圈閱并產生圈閱文件保存。

    提交審核意見時審核人信息和審核時間應可以記錄，并寫入對應三維模型的屬性欄，在輸出三維模型對應的二維工程圖時可以填寫到對應標題欄中打印輸出。

    企業要求能夠在三維模型在設計階段，還沒有提交到校對或審核的階段，企業審核負責人也可以打開三維模型和設計者并發交流，并直接圈閱留言即時發布給設計者。

    如果設計者當時不在，在其登錄后也可立即接收圈閱和留言。

    3.4.3 項目工作流程信息輸出

    項目管理任務分派信息可以用開目PDM項目管理樹圖形表示，同時可在PDM中直接將項目階段分解信息直接導入到PROJECT環境中，在PDM環境下直接啟動PROJECT軟件，利用PROJECT軟件輸出各種各種項目圖表打印。

    3.5 利用PRO/E文件在PDM系統中創建二維圖或NC程序

    3.5.1 創建二維工程圖關聯對象

    在零部件對應關聯對象上創建二維工程圖對象。

    創建關聯對象時調用PRO/E程序，同時引入對應的CAD文卷（即PRO/E模型）。

    在PRO/E程序創建完成的二維工程圖并完成編輯，通過PRO/E插件菜單分別入庫到對應零部件的的二維工程圖關聯對象中。

    二維工程圖對象也可以作為零部件對象的內部文卷管理。

    3.5.2 創建NC程序關聯對象

    在零部件對應關聯對象上創建NC程序對象。

    創建關聯對象時調用PRO/E程序生成NC代碼，同時引入對應的CAD文卷（即PRO/E模型）。

    創建完成的NC代碼（有三個文件）通過PRO/E插件菜單分別入庫到對應零部件的不同關聯對象中。

    3.5.3 創建套料圖關聯對象

    在零部件對應關聯對象上創建套料圖關聯對象。

    利用二次開發菜單產生套料軟件需要的中間數據表，中間數據表包含了套料軟件需要的零件清單，對應二維工程圖、材料預估清單、余料清單等信息，中間表生成后由套料軟件依據傳遞時間和任務號讀取相關數據去套料。

    套料軟件完成的套料圖結果存為中間數據表，由PDM系統導入到對應節點的板料關聯對象中，形成多級關聯關系。

    3.6 在PDM系統中完成工藝路線和工藝規程編制

    和現有業務模式一致，在工藝規程中需要利用數控加工的位置在對應過程卡上寫明工序名稱為“數控加工”，工序內容寫明對應NC文件編號。

    后續接口可以利用該信息產生需要的接口表。

 3.7 PDM系統傳遞接口給ERP系統

    在PRO/E設計完成后，根據產品裝配關系和零部件屬性從產品結構樹上篩選匯總出某個批次或節段下用到全部采購件。

    在PRO/E設計完成后，同時根據PRO/E焊接特征上的屬性和材料，同時還可以從產品結構樹上匯總出某個批次或節段下用到全部焊接材料清單。

    產品結構設計完成后對于需要進行涂裝的結構，可以先編制工藝卡片填寫涂裝工藝和相應的油漆耗材，相關工藝編制完成后，則可以從產品結構樹上匯總出某個批次或節段下用到全部涂裝材料，涂裝材料是通過訪問零部件關聯工藝文件中信息獲得。

    在PDM將PRO/E產生的二維工程圖傳送給套料軟件后，套料軟件將結果作為對應批次類型節點的關聯對象保存。

    此時PDM系統可以通過批次節點訪問關聯的套料結果，并提取套料軟件產生的文件內部信息，從而獲得板材和型材的物資清單，并在批次節點上利用二次開發接口將板材和型材的物資清單傳遞給ERP系統。

4 總結

    CAD/CAM/CAPP/PDM集成系統的應用，實現了從設計到工藝到制造的整體信息化集成方案，應用PDM集成系統，規范了圖文檔的管理，加強了工作流管理及項目管理；采用CAD/CAM設計方法提高了設計的科學性，規范了設計標準，大幅降低了產品設計的差錯率，提高產品的設計質量，特別是采用3D設計方法，三維造型、模擬裝配、干涉檢查等充分發揮了設計人員的創造性，提高了企業產品設計的創新能力，也使傳統大型鋼結構制造的精益程度、集約程度及經濟效益得到明顯提高。