CADCAM集成技术2计算机辅助设计与制造.ppt

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1、第11章 CAD/CAM集成技术,1 概 述,目前，很多企业在生产中其计算机的应用还是相互孤立存在的。CAD、CAE和CAM是作为相对独立的系统，被分别用来完成产品设计、产品性能分析和产品制造，设计与制造之间的信息传递，通常用图纸和文档作为工具的方式进行。例如，数控编程人员往往要对由CAD产生的大量数据重新进行处理，再输入计算机。这种分离的系统不仅效率和可靠性低，更为严重的是在产品设计过程中不能及早考虑制造过程的问题，造成设计与制造的脱节，使得产品开发周期加长。再加上各项目的开发缺乏总体规划，在内容供需上不配套，在数据格式上不规范，导致各环节之间的信息交换，较难通过计算机通讯网络实现信息传输，

2、使得虽然在其局部范围内取得一定的收益，但不能从整体上提高企业的技术素质，达到整体上的优化效果。因此，为满足制造业自动化的发展和市场竞争的需要，CAD/CAM必须有机地结合起来即实现CAD/CAM系统的技术集成。,系统集成的目的,CAD/CAM系统集成的目的就是：提供一种能覆盖以某类产品为主的、更高效能的设计、制造整体系统。集成系统的集成技术是要实现系统中各应用程序所需要的及产生的信息进行存储和交流，达到软件资源和信息共,享，避免不必要的重复和冗余；三个系统之间能实现数据自动传递和转换。其基本结构如图所示.,系统集成的原则,使一个计算机应用部门或行业的CAD、CAE和CAM应用软件，以工程数据库

3、为核心，以图形系统和网络软件为支撑，用现代化计算机接口的方法，把这些CAD、CAE、CAM应用软件连接成为一个有机的整体，使之互相支持，互相调用，信息共同占有，数据共同享用，以发挥出单项应用软件所达不到的整体效益；使应用成果能作综合性的优化处理，得出经济上最合理、技术上最先进的最优化方案和设计。,系统集成的内容,硬件集成,CAD/CAM系统的集成内容包括硬件集成和软件集成。其选择的依据是用户的需求和系统进一步扩充发展的可能性。,硬件系统的组成与配置，可以选择以主机系统为中心的配置，也可以选择工作站或微机系统的分布式配置。一般来讲，为了充分发挥资源共享、并行作业，以提高系统的工作效率，选用分布式

4、配置为好。当今网络技术的发展，采用局域网可以将不同型号的微机、工作站连接起来，发挥各自的特长，从而使运行在不同型号计算机上的各子系统在硬件上集成起来。硬件集成也可以采用客户机服务器(C1ientServer)体系结构。,软件集成,软件集成包括应用程序的集成和信息集成两个方面。为了便于软件的集成，建议采用系统核心(System Kernel)。它是将CAD/CAM软件系统对环境的依赖集中于一体，为应用程序提供,各种帮助，包括数据的统一管理、程序管理、数据接口和运行控制等。一般CAD/CAM集成系统的核心主要有：工程数据库、通用数据接口、程序管理、统一的用户界面程序和执行控制程序等。,CAD/CA

5、M系统的软件集成需要满足：,(1)集成系统有畅通的信息流和正确的数据转换。(2)提供信息共享和软件共享的机制。(3)提供所有软件信息的版本控制及管理。(4)信息项改动时，自动跟踪相关信息项。(5)保证内部有一致性的接口和外部有统一的、友好的人机界面。(6)用统一的执行控制程序来组织各种信息的传递和运行。,2 系统的集成环境和方式,集成环境,CAD/CAM集成系统的软件开发环境一般包括图形支撑系统、工程数据库系统、数据交换系统及用户界面管理系统等。其中，工程数据库是CAD/CAM集成系统的核心。由于集成系统中涉及到多种类型的数据，因此必需对它们进行有效的管理。传统的数据库系统，大多数用于事务管理

6、，如财会、人事、库存、图书管理等。然而，由于工程设计过程本身的行为特征以及工程数据的复杂性，如设计中往往采用试错的方法迫近最佳方案逐个设计过程中需要产品或零部件的几何和拓扑数据、图形数据、标准规范数据、产品的历史档案数据、机床、刀具、材料及工艺数据等；每次设计将产生大量的几何结构、物理特性、加工参量等数据，致使事务管理型数据库系统无法适应工程设计环境的需要。,因此，探讨和研究适用于CAD/CAM领域的面向对象的数据库技术已成为该领域的研究热点。图形系统的功能是用来为产品设计、工程分析、工艺设计和数控编程等阶段提供所需的图形显示和输出，是集成系统中极为重要的支撑环境。数据交换系统主要是用来为各应

7、用软件间不同类型数据的通信和管理提供转换机制，包括数据交换标准、接口程序的自动生成工具等，以确保集成系统信息流的畅通。用户界面管理系统是用户与集成系统联系的纽带，用户与系统间的联系通过以窗口、菜单、图符等组成的人机交互图形界面来进行。在CAD/CAM集成系统中，要求用户界面管理系统是一个具有界面一致、功能可扩充的智能化、图形化的开放系统，以适应不同工作环境的需要。下图为利用CAD/CAM技术进行产品设计和制造的流程图。,产品设计和制造的流程图,集成方式,系统的集成并非各系统模块叠加式组合，而是通过不同数据结构的映射和数据交换，利用各种接口将CAD/CAM的各应用程序和数据库连接成一个集成化的整

8、体。CAD/CAM的集成涉及到网络集成、功能集成和信息集成等诸多方面。网络集成是要解决异构和分步环境下网内和网间的设备互连、传输介质互用、网络软件互操作和数据互通讯等问题；功能集成应保证各种应用程序互通互换、应用程序互操作和数据共享等问题。信息集成是要解决异构数据源和分布式环境下的数据互操作和数据共享等问题。信息集成是CAD/CAM系统集成的核心，是近年来备受工业界关注的课题。,CAD/CAM系统集成方式的现状,当前的CAD/CAM系统大多只停留在信息集成基础上。也就是把CAD、CAE、CAPP、CAM等各种功能软件有机地结合在一起，用统一的执行程序来控制和组织各功能软件信息的提取、转换和共享

9、，从而达到系统内信息的畅通和系统协调运行的目的。使产品从设计到制造的整个过程中实现信息的共享和信息的自动转换。显然，信息的集成可以使CAD、CAE和CAM的功能得到更好的发挥。然而，由于技术发展的历史原因，CAD、CAE和CAM基本上是独立发展起来的，各子系统之间缺乏有机的联系。另外，各子系统对产品模型描述的方式不同，缺乏一个统一的产品模型。为解决上述问题，实现系统的信息集成，目前通常所采用的方法主要有三种形式，其中两种是通过接口技术解决各子系统间的数据交换；另一种是通过产品建模技术实现系统的数据共享。,通过专用数据接口实现集成,这种方式对于相同的开发和应用环境，可在各系统之间协调数据格式，从

10、文件层次上实现系统间的互联；而在不同的开发应用环境下，则需要在各系统与专用数据文件之间开发专用的转换接口进行前置或后置处理，如图所示，当A系统需要B系统的数据时，需要设计一个专用的数据接口文件，将B系统的数据格式直接转换成A系统的数据格式，反之亦然。,特点：这种集成方式原理简单，转换接口程序易于实现，运行效率较高，但由于各应用程序所建立的产品模型各不相同，且相互间的数据交换仅仅作用于两个系统之间，所以由多个子系统集成的CAD/CAM系统需要涉及的专用格式处理程序很多，而且编写接口时需要了解的数据结构也较多。当其中一个系统的数据结构发生变化时，与之相关的所有接口程序都要修改，因此开发的专用数据接

11、,口无通用性，不同的CAD、CAE、CAM系统之间要开发不同的接口，这一集成方式无法实现广泛的数据共享，数据的安全性和可维护性较差，常用于小范围、简单的CAD/CAM系统的信息集成，是CAD/CAM集成发展初期所采用的集成方式。,利用数据交换标准格式接口文件实现集成,该集成方式的思路是建立一个与各子系统无关的公用接口文件，如图所示。当某一个系统的数据结构发生变化时，只需修改此系统的前、后处理程序即可。这种集成方式的关键是建立公用的数据交换标准。目前世界上已开发出多个公用数据交换标准，其中典型的有IGES、DXF等。同时，有关的CAD、CAE、CAM商用软件都提供了各自的符合标准格式的前、后置处

12、理器，故用户不必自行开发。,特点：在这种集成方法中，每个子系统只与标准格式的中性文件打交道，无需知道其他系统的细节，从而减少了集成系统内的转化接口数量，降低了接口维护难度，便于应用系统的开发和使用。这一集成方法可以在较大范围内实现数据的共享。但由于各系统不能直接从数据库中存取数据，而必须通过各种接口来进行数据转换，降低了运行效率，也可能会影响数据的可靠性和一致性。然而这种方法仍是目前CAD/CAM集成系统应用较多的有效方法之一，许多图形系统的数据转换就是采用中性的标准格式数据文件来实现（IGES、DXF）。,基于统一产品模型和数据库的集成,这是一种将CAD/CAM作为一个整体来规划和开发，从而

13、实现信息高度集成和共享的方案。右图为CADCAECAM集成系统框架图。,由图可见，集成产品模型是实现集成的核心，统一工程数据库是实现集成的基础。各功能模块通过公共数据库及统一的数据库管理系统实现数据的交换和共享，从而避免了数据文件格式的转换，消除了数据冗余，保证了数据一致性、安全性和保密性。这是一种较高水平层次的数据共享和集成方法，各子系统通过用户接口按工程数据库要求直接存取或操作数据库，它与用文件形式实现系统间集成方法相比，由于不需要通过转换接口来进行数据交换，加快了集成系统的运行速度，提高了系统集成度，可以说，采用工程数据库及其管理系统实现的系统集成，既可实现各子系统之间直接的信息交换，又

14、可使集成数据达到真正的数据一致性、准确性、及时性和共享性。近年来，随着高速信息网络应用的发展，并行环境的建立以及远程设计、网络和多媒体数据库的出现，为工程数据库实现异地系统间信息资源的共享提供了更多的技术支持。,通过统一的产品数据模型交换信息的集成方式,集成方式如图所示，是采用统一的产品数据模型，并采用统一的数据管理软件来管理产品数据。各子系统之间可直接进行信息交换，而不是将产品信息转换成数据，再经过文件来交换，从而大大地提高了系统的集成度，这种方式是STEP进行产品信息交换的基础。,3 CAD/CAM系统集成的关键技术,CAD/CAM系统集成的目的就是按照产品设计、工艺准备、工程分析和生产制

15、造的实际过程，在计算机里实现各应用程序所需要的信息处理和交换，形成连续、协调和科学的信息流。因此，产生公用信息的产品建模技术、存储和处理公用信息的集成数据管理技术、进行数据交换的接口技术和对系统资源进行统一管理以及对系统的运行统一组织的执行控制程序就构成了集成过程所必须研究和解决的关键技术。,1、产品建模技术,完善的产品设计模型是CAD/CAM系统进行集成的基础，也是CAD/CAM系统共享数据的核心。传统的基于实体造型的CAD系统仅仅是几何形状的描述，缺乏对产品零件信息的完整描述，与制造所需的信息彼此分离，因而导致了CAD/CAM系统集成的困难。为克服上述问题，将特征造型的概念引入CAD/CA

16、M系统，对形成新一代集成系统，是当前CAD/CAM集成系统研究的热点。,就目前而言，给予特征的产品模型是解决产品建模关键技术的比较有效的方法。,2、集成数据管理技术,随着CAD/CAM技术的自动化、集成化、智能化和柔性化程度的不断提高，集成系统中的数据管理日益复杂。主要表现在以下几个方面：（1）集成系统由多个工程应用程序组成，这就要求数据管理系统能支持应用程序之间数据的传递与共享，满足可扩充性要求；（2）工程数据类型复杂，不仅有矢量、动态数组，而且常常要求处理具有复杂结构的工程数据对象；（3）工程对象在不同设计阶段可能有不同的定义模式，因此，应能根据实际需要修改和扩充定义模式；（4）由于工程设

17、计过程一般采用自上而下的工作方式，并且有反复试探的特点，因此集成系统的数据管理必须提供适应于工程特点的管理手段。,因此，传统的商用数据库已满足不了上述要求。CAD/CAM系统的集成应努力建立能处理复杂数据的工程数据管理环境，使CAD/CAM各子系统能有效地进行数据交换，尽量避免数据文件和格式转化，清除数据冗余，保证数据的一致性、安全性和保密性，采用工程数据库管理方法将成为开发新一代CAD/CAM集成系统的主流，也是系统集成的核心。,3、产品数据交换接口技术,数据交换的任务是在不同的计算机、操作系统、数据库以及应用软件之间进行数据通讯。最初的各个子系统是独立发展起来的，各系统内的数据表示格式不统

18、一，使不同系统之间的数据交换难以进行，影响了各系统应用软件的发展及软件效益的发挥，不利于提高CAD/CAM系统的工作效率。因此，解决数据交换这一关键技术的途径是制定国际性的数据交换规则和网络协议，采用计算机网络开发各类系统接口。产品数据管理和数据交换标准是CAD/CAM系统集成地重要基础。,4、执行控制程序 CAD/CAM系统具有规模大、信息源多、传输路径不一、各模块的支撑环境和功能多样化等特点，因此对系统诸模块进行组织和管理的执行控制程序是系统集成的最基本要素之一。它的任务就是把相关的模块组织起来，按规定的运行方式完成规定的作业，并协调它们之间的信息传输，提供统一的用户界面，进行故障处理等。

19、,4 计算机集成制造系统（CIMS）,CIMS是现代制造企业的一种生产、经营和管理模式。它以计算机网络和数据库为基础，利用信息技术（包括计算机技术、自动化技术、通讯技术等）和现代管理技术将制造企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售及服务等全部生产活动集成起来，将各种局部自动化系统集成起来，将各种资源集成起来，将人、机系统集成起来，实现整个企业的信息集成，达到实现企业全局优化、提高企业综合效益和提高市场竞争能力的目的。,CIMS的构成,从功能上讲，CIMS包括产品设计、生产及经营等全部活动，这些功能对应着CIMS结构中的三个层次。即：决策层帮助企业领导作出经营决策。信息层生成工程技术信

20、息(如CAD、CAE、CAPP、CAM、CAQ等)，进行企业信息管理，包括物流需求、生产计划等物资层它是处于底层的生产实体，涉及生产环境和加工制造中的许多设备，是信息流和物料流的结合点。包括进货、加工、装配、检测、库存和销售等环节；设备根据行业不同而不同，常见的加工设备有加工中心、机器人、自动运输小车、自动化仓库、柔性制造单元和柔性制造系统等。为实现上述功能的有效集成，还需要支撑环境及工具，如分布式网络、数据库和质量保证系统等。,右图是现阶段CIMS的一般构成形式。它是由管理信息系统（MIS）、工程设计自动化系统（EDIS）、制造自动化系统（MAS）、质量保证系统（CAQ）、数据库系统（DBS

21、）和计算机网络系统（NETS）组成。,1、管理信息系统（MISManagement Information System）,管理信息系统的目标是通过信息集成，缩短产品生产周期，降低流通资金占用，提高企业应变能力。,2、工程设计集成系统（EDISEngineering Design Integrated System）,工程设计集成系统的目标是使产品开发活动能够高效、优质、自动地进行。是CIMS中的核心系统，它包括CAD（计算机辅助设计）、CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅助制造）等系统，用以支持产品的设计和工艺准备等功能，处理有关产品结构方面的信息。,3、制造自动化系统（MASM

22、anufacturing Automation System）,制造自动化系统的目标是使产品制造活动最优化。它包括各种不同自动化程度的制造系统，如NC机床，柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）以及其他制造单元，用以实现信息流对物流的控制并完成物流的转换。,4、计算机辅助质量保证系统（CAQComputer Aided Quality）,计算机辅助质量保证系统的目标是保证从产品设计、制造、检验到销售服务整个过程的质量。,5、数据管理系统（DBSData Base System）,数据管理系统的目标是管理整个CIMS的数据，实现数据的集成和共享。数据管理系统和计算机网络系统是CIMS环境

23、中的两个重要支撑系统，也是CIMS信息集成的关键。各个子系统都是在一个结构合理的数据库系统中进行存储，并通过计算机网络提供的系统互通能力，将物理上分布的不同功能系统中的数据连系起来，达到信息交换和共享的目的，DBS既是CIMS信息流的载体，又对信息进行控制和管理，并为CIMS提供集成的手段。,6、网络系统（NETSNet System）,网络系统的目标是传递CIMS各分系统之间和内部的信息，实现数据传递和系统通讯功能。CIMS的网络技术是实施CIMS应用工程的重要支撑技术之一，而一个开放的适合于企业活动的异构计算机网络是CIMS集成的基础。只有通过计算机网络系统，才能完成,动态控制和管理的各功

24、能系统的互联，实现信息传输和交流，使互联系统共享工程资源、数据库和存储空间。,CIMS的特点,在CIMS中主要包含4个要素及两个特征4个要素如下：（1）CIMS适用于各种中、小批量的离散生产过程。（2）CIMS应将制造工厂的生产经营活动都纳入到多模式、多层次、人机交互的自动化系统中。（3）CIMS由多个自动化子系统有机综合而成。（4）CIMS的目的是提高经济效益、提高柔性、追求总体动态优化。CIMS是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件科学，将制造工厂与全部生产活动有关的各种分散的自动化系统有机地集成起来，适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的智能型制造系统。

25、,两个特征为：（1）在功能上，CIMS包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工制造、质量管理到售后服务的全部活动。（2）CIMS涉及的自动化不是工厂各个环节的自动化、计算机及网络的简单相加，而是有机的集成。不仅是物料、设备的集成，是以信息集成为本质的技术集成。,实现CIMS的关键技术,1、标准化接口技术,CIMS是自动化技术、信息技术、制造技术、网络技术、传感技术等多学科技术相互渗透而产生的集成系统。由于CIMS技术覆盖面广，因此不可能由某一厂家成套供应CIMS技术与设备，而必然出现由许多厂商供应的局面。另外，现有的不同技术，如数据库、CAE、CAD、CAPP、CAM等是

26、按其应用领域相对独立地发展起来的，这就带来不同技术设备和不同软件之间的非标准化问题。而标准化及相应的接口技术对信息的集成是至关重要的。,2、数据模型、异构分布数据管理及网络通信技术,CIMS涉及数据类型是多种多样的，有图形数据、结构化数据(如关系数据)及非图形、非结构化数据(如NC代码)。为实现集成化，CAD系统必须能完整地、全面地描述零件的信息。即除了有关几何信息和拓扑信息之外，还需要包含有关工艺特征、材料、加工精度以及表面粗糙度等方面的信息。后者对加工方法、工艺路线及刀具、切削用量的选择等具有决定性影响。为此需要在计算机内部把与产品有关的全部信息集成在一起，构成产品模型(Product M

27、odel)。,3、现代管理技术 对于CIMS这样复杂的系统，如何描述、设计和控制，以便使系统在满意状态下运行，是一个有待研究的问题。CIMS会引起管理体制变革，所以生产规划、调度和集成管理方面的研究也是实现CIMS的关键技术之一。,为综合管理企业的全部生产活动，作为生产管理系统应具有三个方面的功能：(1)建立适应生产变化的机制并完成订货选择 由于需求的不断变化及生产技术的不断发展，必须不断更换生产计划，以适应变化的市场要求。为此必须加快合同制定及工艺规程制定等工作的速度，并实现从订货、制造到成品出厂的集成化。(2)加强物料的供应管理 随着产品品种的不断增加，要求能进行周密的物料采购和供应管理。

28、(3)通过综合信息管理，压缩库存物资 这意味着从材料入库到成品生成的全过程中的生产进度及设备使用情况要不断汇总，并通过综合处理，确保交货日期，压缩库存物资。,5 基于产品数据管理的CAD/CAM系统集成,产品数据管理（Product Data Management，PDM）出现于20世纪80年代初。目的是为了解决大量工程图纸、技术资料的电子文档管理问题。随着先进制造技术的发展和企业管理水平的不断提高，PDM的应用范围逐渐扩展到设计图纸和电子文档的管理、材料明细表（Bill of Material,BOM）、工程文档的集成、工程变更请求/指令的跟踪管理等领域，同时成为CAD/CAM集成的一项不可

29、缺少的关键技术。,1.PDM的基本概念,狭义地讲，PDM仅管理与工程设计相关的领域内的信息。广义地讲，它可以覆盖从产品的市场需求分析、产品设计、制造、销售、服务与维护的全过程，即全生命周期中的信息。,产品数据表达,一个完整的产品是由许多零件组成的，复杂产品的零件数据甚至达到上万个。面对如此巨大的数据量，CAD/CAM集成系统要将其有条不紊地管理好，必须有一个很好的产品数据表达模型（产品数据模型），来清晰地描述产品全部数据及其相互关系，使得各子系统之间、子系统内各部件之间以及零部件与描述产品的数据之间的约束关系一目了然。,总之，产品数据管理以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文

30、档、数字化文件、数据库纪录等）和所有与产品相关的过程（包括工业流程和更改流程）的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境。,产品数据模型就是所有与产品有关的信息构成的逻辑单元集成。它不仅包括产品生命周期内的全部信息，而且在结构上还能清楚地表达这些信息的关联特性。特征建模是建立产品数据模型的依据。基于特征的产品数据模型结构由于具有容易表达、处理，反映设计意图明了，描述信息完备等优点而引起广泛重视。它是一种为设计、分析、加工和管理各个环节都能自动理解的全局性模型。在基于特征的产品数据模型中，特征信息的描述至关重要，包括特征自身信息和特征之间的关

31、系。除此之外，还必须将一些公共信息表达清楚。,基于特征的产品数据模型层次结构，如图所示,该图表达的数据信息如下,(1)反映产品由哪些部件构成，各个部件又由哪些零件组成，每种零件的数量等。零部件的构成可以呈树状关系，也可以是网状关系。（2）关于零件总体特征的文字性描述，包括零件名称、零件号、设计者、零件材料、热处理要求、最大尺寸、质量要求以及生产纲领等。（3）基体信息，概念上相当于零件的毛坯，在产品数据模型中，它是用于造型的原始形体，可以是预先定义好的参数化实体，也可是根据现场需要由系统造型功能生成的形体。基体主要包括基体表面之间的信息，以及基体与特征之间关系的信息。比如将基体划分为若干方位面，

32、并按方位面组织特征。这样组织产品数据，将信息模型与按面组织加工的常规工艺路线相对应，有益于在CAD/CAM集成环境中生成工艺规程以及制定定位、夹紧方案。（4）零件特征信息，记录特征的分类号、所属方位面号、控制点坐标及方向、尺寸、公差、热处理要求、特征所在面号、定位面及定位尺寸、切入面与切出面、特征组成面、粗糙度、形位公差等。,（5）零件几何、拓扑信息，包括描述零件几何形状的面、边、点等数据。在基于特征的产品数据模型中，面的作用格外重要。这是因为它既是建立特征之间的几何关系、尺寸关系和形位公差的基准，又是设计与制造中使用的基准，如基准面、工作面、连接面等。所以在CAD/CAM集成系统的应用过程中

33、，应能实时地访问面的标号、属性等数据。,2.PDM系统的体系结构,PDM系统的体系结构可分为四层，如图所示：,分别为用户界面层、功能模块及开发工具层、框架核心层和系统支撑层。（1）用户界面层 向用户提供交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、各种菜单、对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。通过用户界面，用户可以直观方便地完成管理整个系统中的各种对象的操作。它是实现PDM各种功能的媒介，处于最上层。,（2）功能模块及开发工具层 除了系统管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有电子仓库与文档管理、工作流程管理、零件分类与检索、工程变更管理、产品结构与配置管理、集成工具等。,（3）框架核心层

34、提供实现PDM各种功能的核心结构与架构，由于PDM系统的对象管理框架具有屏蔽异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用PDM系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的透明化管理等。,（4）系统支撑层 以目前流行的关系数据库系统为PDM的支持平台，通过关系数据库提供的数据操作功能，支持PDM系统对象在底层数据的管理。,基于PDM的CAD/CAM内部集成,以PDM系统作为平台的CAD/CAM集成具有很好的应用前景。其包含CAD、CAPP、CAM三个主要功能模块的集成结构如图所示。,该图给出了各个功能模块与PDM的信息交换关系。CAD系统产生的二维图纸、三维模型（包括零件

35、模型与装配模型）、零部件的基本属性、产品明细表、产品零部件之间的装配关系、产品数据版本及其状态等，交由PDM系统来管理，而CAD系统又从PAD系统获取设计任务书、技术参数、原有零部件图纸资料以及更改要求等信息。,CAPP系统产生的工艺信息，如工艺路线、工序、工步、工装夹具要求以及对设计的修改意见等，交由PDM进行管理，而CAPP也需要从PDM系统中获取产品模型信息、原材料信息、设备资源信息等。CAM系统将其产生的刀位文件、NC代码交由PDM管理，同时从PDM系统获取产品模型信、工艺信息等。,1.CAM与PDM的集成 由于CAM与PDM系统之间只有刀位文件、NC代码、产品模型等文档信息的交流，所

36、以CAM与PDM之间采用应用封装来满足二者之间的信息集成要求。,2.CAPP与PDM的集成 CAPP与PDM之间的集成需要接口交换，即在实现应用封装的基础上进一步开发信息交换接口，使CAPP系统可通过接口从PDM中直接获取设备资源、原材料信息的支持，并将其产生的工艺信息通过接口直接存放于PDM的工艺信息库中。由于PDM系统不直接提供设备资源库、原材料库和工艺信息库，因此需要用户利用PDM的开发工具自行开发上述库的管理模块。,3.CAD与PDM的集成 CAD与PDM的集成是难度最大的一环。其关键在于需保证CAD的数据变化与PDM中的数据变化的一致性。目前，CAD与PDM的应用封装只解决了CAD产

37、生的文档管理问题。零部件描述属性、产品明细表则需要通过接口导入PDM。同时，通过接口转换，实现PDM与CAD系统间数据的双向异步交换。由于该交换仍然不能完全保证产品结构数据在CAD与PDM中的一致性。因此，必须实现CAD与PDM之间建立共享产品数据模型，实现互操作，保证CAD中的修改与PDM中修改的互动性和一致性，真正做到双向同步一致。,基于PDM的CAD/CAM外部集成,本质是实现设计、工艺与企业管理、生产、质检、财务等各部门之间的集成，是产品信息与经营管理信息的集成，即实现企业全局信息的集成。,PDM与CIMS的关系,CIMS的核心是集成，但集成的内涵是不断扩展的，从初始的信息集成发展到今

38、天的过程集成（如并行工程），并进一步要求企业间的集成（如敏捷制造）。就工程系统而言，不同层次的集成，对支持环境及信息共享的方式的要求不一样，但总的说来，面临的工程信息及其相互关系越来越复杂，对管理工具的要求越来越高。随着并行工程、虚拟制造、敏捷制造等先进技术的引入，工程信息管理问题将更为复杂，表现为：,（1）内容繁杂。不仅包含产品信息，还包含产品开发过程描述信息及其管理、控制信息、支持产品优化设计的资源信息和各种工程知识信息，支持协同工作的多媒体信息等。,（2）数据对象之间关系复杂。既有层次关系，又有网状关系。信息发布与版本控制要求严格，不仅需要支持信息预发布、发布和信息反馈，还应支持对象的状

39、态跟踪、版本控制以及工程更改。（3）异构计算机环境的屏蔽与应用集成工程要求强。屏蔽不同硬、软件环境，如不同计算机、OS、网络、数据库与图形界面等。要求提供应用系统集成环境以及产品开发团队管理与集成化、并行化过程管理环境支持集成化、并行化过程管理，保证团队成员能方便地交流、共享信息，协同工作。PDM技术为上述问题的解决提供了强有力的支持工具。通过PDM系统的有效实施与管理，可及时提供设计师正确的产品数据，避免繁琐的数据查找，提高设计效率；保证产品设计的详细数据能有序存取，提高设计数据的再利用率，减少重复劳动；有效控制工程更改，决策人员可以方便地进行设计审查；可以进行产品设计过程控制，提供并行设计的协同工作环境；有利于整个产品开发过程的系统集成（包括供应商、MRP、销售、支持与维修服务等）。,作业P 231232 1、2、3、4、5、6、7,本章结束,