CAPP（Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺设计）的研究和开发是制造自动化领域的重要方向。CAPP作为连接CAD和CAM的桥梁，是企业CIMS（Contemporary Integrated Manufacturing Systems，现代集成制造系统）中的关键环节，一直备受制造业的关注。PDM（Product Data Management，产品数据管理技术）是用来管理所有与生产相关信息和所有与生产相关过程的技术，为企业内应用系统的集成和数据传递提供了必不可少的支撑环境。在整个企业中，PDM是整个企业数据与信息的平台，它就像是企业各类综合信息的仓库，每一个系统都通过不同的集成方式集成到该平台上，使产品相关数据高度集成和共享。因为CAPP从PDM中获取和存储信息，这些信息作为企业信息的基础要通过PDM框架进行集成，所以，CAPP与PDM的集成具有重要的意义。
WindChill PDM系统面向企业产品全生命周期，对其研制数据和业务流程进行统一存储、组织、管理和控制，确保企业产品研制数据的一致性、有效性、安全性、完整性和可追溯性。CAXACAPP系统以工艺知识库、产品工艺数据库为核心，以交互式设计为基础，集成工艺知识库管理工具等应用支持工具以及专家系统等智能应用和二次开发工具，能在不同应用层次与系统间实现集成化。
航空救生装备产品应用的CAXA CAPP系统与WindChill PDM系统集成仅进行一定的数据及信息交换，属于松散集成方式，不是深度、紧密的集成方式。集成模式是从PDM中导出EBOM及变更信息传递给CAPP，在CAPP中通过EBOM构建PBOM。工艺人员通过PBOM编制完成的各类工艺文件将生成的工艺文件检入PDM并自动关联相应产品结构，工艺文件审签过程在PDM中操作，工艺文件审签节点全部通过后，由PDM将签名信息写入工艺文件并负责电子归档。集成的原则是工艺设计过程仍然在CAPP系统中进行，PDM负责工艺数据的审签和归档管理，接口访问系统分别采用两个系统中具有特定权限的某个公共账号，不需要PDM和CAPP系统对用户账号进行同步。
CAPP与PDM系统独立存在、各自运行，只是将CAPP工艺文件及审签流程纳入PDM管理，PBOM需在CAPP中创建，用户信息在PDM及CAPP系统中同时并存，无法真正将CAPP作为PDM的工具集，无法实现CAPP与PDM系统的深度集成。
工艺设计与工艺管理过程是研发和生产过程中的重要环节，在产品研发和生产过程中产生的工艺数据是进行数字化设计、制造与管理的基础数据。因此，实现数字化工艺设计与管理的CAPP系统是产品生命周期管理环境的基础组成部分，与其他业务系统有机协作，共同完成基于产品数据管理、面向产品全生命周期的数字化业务过程。
1 集成需求
PDM系统提供了统一的运行环境和管理框架，CAPP系统基于此环境运行，解决产品研制过程中的工艺设计数字化需求，满足PDM平台的管理要求。PDM平台下的CAPP系统具备如下主要业务支撑能力：
（1）以工具集的形式嵌入PDM系统中，基于PDM平台的单一产品数据源，与其他业务系统协作运行。
（2）以XML方式将在CAPP系统中产生的工艺文件和数据提交到PDM平台进行统一管理。
（3）实现各类工艺规程及工艺文件的设计和管理，提供方便、快捷的图形绘制支持功能。
（4）提供工艺文件浏览、审签、打印等工具，实现工艺文件的电子审签、打印和发放。
（5）实现产品、零件、工装、设备、材料等各类明细表的统计汇总。
2 集成目标
通过CAPP与PDM系统的集成，实现产品研制生产过程全生命周期管理及工艺设计数字化过程，解决企业研发和工艺信息化建设中的信息孤岛问题，有助于企业在产品研制过程中实现以下目标：
（1）基于单一产品数据源和统一的工作流程管理，实现工艺设计与产品设计、生产制造等业务部门的有效协同。
（2）基于XML方式的数据集成，确保产品研制数据的单源性、全面性和准确性，实现产品生命周期数据的统一管理和全面共享。
（3）提供强大、便捷的工艺设计和图形编制支持方法，有效提高工艺设计的效率和准确性，促进工艺设计的规范性和标准化程度。
（4）通过多种工艺数据的统计汇总与分析，提供可视化的汇总、分析结果展示，为工艺人员进行工艺管理提供决策性支持。
（5）保持业务系统的主体应用模式和使用习惯，确保工艺业务过程在系统重构过程中不中断，实现工艺业务过程的稳定、平滑过渡。
3 深度集成总体方案
3.1 集成框架
CAPP与PDM系统集成采用以单一产品数据源为核心，以功能集成和数据集成为基础的紧密集成方式，以PDM作为系统集成的平台，负责EBOM与PBOM的创建与管理。CAPP作为工艺文件编制和工艺数据操作的运行环境，在其本身所需要的支撑工具的支持下，完成工艺设计过程，即CAPP作为PDM的工艺编辑工具集，进行紧密集成。
PDM作为系统集成平台，负责系统集成中需要的产品结构管理、用户管理、工作流程管理以及对CAPP生成的工艺文档、工艺数据及其版本的管理。
CAPP作为工艺文件编制和工艺数据的生成环境，以PDM的产品结构和用户及其工艺流程信息为基础，在PDM中进行新建、编辑、浏览、打印、审批工艺文件，并能够根据工艺文件生成对应的工艺数据，生成的工艺文件和工艺数据提交PDM管理，在CAPP中实现产品工艺数据的统计汇总功能。系统总体集成框架如图1所示，其中虚线方框表示集成功能，双实线方框表示系统各自的独立功能。
图1 CAPP与PDM集成框架
3.2 应用流程
CAPP系统基于自身制造知识和制造资源的基础数据的支持，并在PDM平台的工艺管理的支撑和协调下展开工作，完成工艺规划、设计与统计汇总等各项业务。
CAPP系统以嵌入式工具集的形式在企业PDM平台环境中运行，基于PDM平台的单一产品数据源和用户权限展开工艺设计工作，并采用统一的XML/PDF方式，将工艺设计结果提交PDM平台统一管理。CAPP系统产生的工艺数据在PDM平台的统一工作流中，必要时使用CAPP系统提供的各种可视化工具，进行各种工艺数据的审批和更改。在最终发布后，采用CAPP系统提供的工具进行统计汇总和打印输出。其总体应用流程如图2所示。
图2 PDM平台下的CAPP系统总体应用流程
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本文标题：探讨CAPP与PDM系统深度集成（上）
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