CIMS環(huán)境下CAD/CAM的開(kāi)發(fā)

一、CAD/CAM集成的必要性

1.基本概念

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)制造的周期不斷增長(zhǎng)的需求,CAD/CAM技術(shù)正在從傳統(tǒng)的方式向著集成環(huán)境下的CAD/CAM發(fā)展。

    傳統(tǒng)CAD/CAM系統(tǒng)是針對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、造型、分析和繪圖及產(chǎn)品制造等具體目標(biāo)而研制的,著眼于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造這些具體環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,而不是針對(duì)其整個(gè)過(guò)程開(kāi)發(fā)的。各種CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式不一致、不標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有考慮與其它環(huán)節(jié)的聯(lián)系,信息不能共享,形成了一個(gè)個(gè)自動(dòng)化獨(dú)立島。

    由于機(jī)械制造業(yè)是由經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理等一系列互相聯(lián)系的環(huán)節(jié)組成的。因此,CMIS環(huán)境下的CAD/CAM不僅要實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間信息的提取、交換、共享和處理的集成(即CAD/CAPP/CAM內(nèi)部信息流的整體集成);而且要在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DB)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(NET)的支持下,實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng),如管理信息系(MIS)、質(zhì)量信息系統(tǒng)(QIS)、車(chē)間自動(dòng)化系統(tǒng)(FA)之間信息的全面集成,以獲得最大的效益。

2.成飛CAD/CAM的應(yīng)用成果

    成飛的CAD/CAM是在傳統(tǒng)環(huán)境下產(chǎn)生的,經(jīng)過(guò)20年的應(yīng)用與開(kāi)發(fā),正在向CMIS環(huán)境下的CAD/CAM發(fā)展。公司先后引進(jìn)了IBM、CDC、HP大中型計(jì)算機(jī)、工程工作站、圖形終端、微機(jī)等500多臺(tái),以及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、大型平板繪圖機(jī)、3、4、5坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床30多臺(tái),自行開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了一批CAD/CAM軟件系統(tǒng)。這些資源廣泛應(yīng)用于飛機(jī)零件制造、新機(jī)研制和麥道機(jī)頭轉(zhuǎn)包生產(chǎn),取得了顯著的效益。

    ①批生產(chǎn)零件的數(shù)控加工
    公司于70年代后期首先將CAD/CAM技術(shù)用于解決復(fù)雜飛機(jī)零件生產(chǎn)的瓶頸,對(duì)復(fù)雜機(jī)加結(jié)構(gòu)零件采用數(shù)控編程與加工,使整機(jī)加大件的綜合生產(chǎn)能力提高了82.5%,零件重量輕,精度、光潔度提高一級(jí),關(guān)鍵大件超差率由20%以下降至5%以下,零件質(zhì)量明顯提高,曾榮獲航空部數(shù)控技術(shù)應(yīng)用一等獎(jiǎng)。

    ②新機(jī)研制應(yīng)用CAD/CAM
    70年代末期,公司在J7X型新機(jī)研制中,采用CAD/CAM技術(shù),在國(guó)產(chǎn)TQ-16計(jì)算機(jī)上自行開(kāi)發(fā)了C-SURF曲面造型和雕塑曲面加工系統(tǒng),建立了飛機(jī)機(jī)身、進(jìn)氣道、座艙、垂尾等改型部位的數(shù)學(xué)模型,數(shù)控繪制模線,數(shù)控加工裝設(shè)備和機(jī)加大件,節(jié)省工裝200多套,使飛機(jī)研制周期縮短半年以上,節(jié)省大量新機(jī)研制費(fèi)用,榮獲1985年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

    ③CAD/CAM的局部集成
    80年代以來(lái),公司重視引進(jìn)軟件的消化、吸收和二次開(kāi)發(fā)工作,以及對(duì)不同CAD/CAM系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)(包括圖形)轉(zhuǎn)換接口的研制以及工程數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā),初步實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)部自行開(kāi)發(fā)與引進(jìn)的不同CAD/CAM軟件之間信息的局部集成,先后在多種新機(jī)研制、麥道機(jī)頭轉(zhuǎn)包生產(chǎn)和汽車(chē)模具等民品開(kāi)發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。如,J7X型飛機(jī)縮短研制周期8個(gè)月,節(jié)省研制費(fèi)用200多萬(wàn)元,榮獲1990年航空航天部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1988年為南京汽車(chē)制造廠加工出了國(guó)內(nèi)第一個(gè)全面應(yīng)用CAD/CAM的汽車(chē)主模型(IVECO),以專(zhuān)家鑒定達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,獲中國(guó)
汽車(chē)工業(yè)首屆科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),第三屆全國(guó)模具工業(yè)大會(huì)特優(yōu)獎(jiǎng)。

    進(jìn)入90年代以來(lái),公司在新機(jī)研制過(guò)程中,全機(jī)外形幾何設(shè)計(jì)、工程分析、結(jié)構(gòu)模線設(shè)計(jì)與繪制方面全部采用計(jì)算機(jī)完成,飛機(jī)機(jī)加零件結(jié)構(gòu)圖通過(guò)計(jì)算機(jī)直接傳遞到制造部門(mén)進(jìn)行數(shù)控加工編程。此外,在復(fù)雜機(jī)加結(jié)構(gòu)零件的數(shù)控加工、系統(tǒng)管道零件的數(shù)控彎管、飛機(jī)裝配型架、沖裁模、壓延模等工裝以及鈑金零件CAPP、裝配CAPP等方面,CAD/CAM應(yīng)用都上了一個(gè)新的臺(tái)階。

3.CAD/CAM集成的必要性
    在傳統(tǒng)CAD/CAM應(yīng)用環(huán)境中,企業(yè)內(nèi)各個(gè)部門(mén)的應(yīng)用是"各自為政"、相互孤立的,所用的程序、系統(tǒng)和方法不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,信息不能共享,使CAD/CAM的效益受到很大的限制。在這方面,我們是有深刻體會(huì)的。
    80年代初,在某新機(jī)研制中,由于設(shè)計(jì)與制造部門(mén)分別選用了不同的CAD系統(tǒng),設(shè)計(jì)與制造建立了兩個(gè)飛機(jī)外形數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)建模只能用于工程分析而不能傳遞到制造部門(mén)作為制造依據(jù);制造部門(mén)必須重建數(shù)模去逼近設(shè)計(jì)數(shù)模以滿足加工制造的需要,嚴(yán)重影響了研制周期,增加了協(xié)調(diào)難度。雖然在飛機(jī)三維造型、工程分析、繪圖和數(shù)控零件編程上采用計(jì)算機(jī)完成,但是在飛機(jī)零件加工制造過(guò)程中大量的工藝規(guī)程等文件卻是用手工完成編制的。在20年的應(yīng)用中,成飛已擁有各種類(lèi)型的大型計(jì)算機(jī)和工作站,以及在不同時(shí)期、為開(kāi)發(fā)不同產(chǎn)品引進(jìn)和自行開(kāi)發(fā)的各種軟件系統(tǒng),組成了異構(gòu)環(huán)境。為了解決異構(gòu)環(huán)境之間數(shù)據(jù)(包括圖形)的傳輸和轉(zhuǎn)換問(wèn)題,需要開(kāi)發(fā)復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口。因此,我們花費(fèi)了大量的精力和時(shí)間去開(kāi)發(fā)、協(xié)調(diào)各CAD/CAM系統(tǒng)之間的接口,解決數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題。
這些經(jīng)歷都告訴我們,只有CIMS環(huán)境下的CAD/CAM,才能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中日益增長(zhǎng)的需求。

二、CAD/CAM集成系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)

1.CAD/CAM在CMIS中的作用
    CAD/CAM是CIMS工程信息的源頭,它提供經(jīng)營(yíng)決策所需要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)計(jì)劃信息,向管理信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、工藝過(guò)程和檢驗(yàn)信息,向制造車(chē)間提供生產(chǎn)單元控制與數(shù)控加工需要的工藝及加工信息,它是CIMS的基礎(chǔ)與核心系統(tǒng)之一,在CIMS工程中起著重要的作用。

2.系統(tǒng)的主要功能
  CAD/CAM集成系統(tǒng)是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、工程分析(CAE)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)(CAPP)、數(shù)控加工編程(CAM)及仿真等子系統(tǒng),在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持下組成的。其主要功能有:

  ①CAD/CAE:完成產(chǎn)品對(duì)象的方案設(shè)計(jì)、工程分析和詳細(xì)設(shè)計(jì),通過(guò)設(shè)計(jì)-評(píng)價(jià)-再設(shè)計(jì)的有限次迭代,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì),直到獲得滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。各種CAD、CAE環(huán)境中的數(shù)據(jù)(或圖形)能用于一個(gè)集成的設(shè)計(jì)環(huán)境中。

  ②CAPP:進(jìn)行產(chǎn)品中各種零件的加工過(guò)程設(shè)計(jì),守成工藝路線與工序、工步設(shè)計(jì),產(chǎn)生工序圖和工藝文件,向MIS、QIS、FA各分系統(tǒng)提供所需的工藝信息,向CAM提供數(shù)控編程的工藝信息。

  ③CAM:按照產(chǎn)品的幾何信息和CAPP產(chǎn)生的工藝信息,完成零件的數(shù)控加工和數(shù)控測(cè)量自動(dòng)編程及仿真,為車(chē)間提供數(shù)控加工和檢測(cè)指令文件及切削加工時(shí)間等信息。

3.系統(tǒng)的硬、軟件環(huán)境及配置

①硬件環(huán)境
·分布式工作站及微機(jī)方式。
·主機(jī)、工程工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)組成的具有開(kāi)放性結(jié)構(gòu)的異種機(jī)網(wǎng)絡(luò)方式(原有主機(jī)
的用戶)。
·工作站的數(shù)量可根據(jù)應(yīng)用范圍和規(guī)模以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力配置。

②軟件環(huán)境
·工程基礎(chǔ)軟件:二維、三維造形、工程繪圖、工程分析、數(shù)控編程及仿真、檢測(cè)等軟
件。
·統(tǒng)一的產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)交換規(guī)范。
·工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
·異種機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4.系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
    ①產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)(加工特征定義):包含產(chǎn)品生命周期(設(shè)計(jì)、分析、制造、檢測(cè)和產(chǎn)品支持維護(hù)等)中的所有信息。其目的是使產(chǎn)品生命周期內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、格式化,解決CAD、CAPP、CAM之間的數(shù)據(jù)交換和信息集成的問(wèn)題。目前,國(guó)外正在研究和發(fā)展以STEP規(guī)范為代表的產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)規(guī)范。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)沒(méi)有加工所需要的工程結(jié)構(gòu)和工藝信息,無(wú)法滿足CAPP進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的要求。因此,對(duì)于沒(méi)有特征造型的CAD軟件,需要研制和開(kāi)發(fā)零件加工特征定義功能,使用戶能夠從結(jié)構(gòu)特征和工藝特征統(tǒng)一的角度去定義零件的加工特征和工藝屬性,生成完整的產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)信息。

    ②數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口技術(shù):它是將各種系統(tǒng)的圖形與圖形數(shù)據(jù)按照某種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,得到一種獨(dú)立于已有的CAD/CAM系統(tǒng)和各種不同應(yīng)用模塊的統(tǒng)一的公用格式(中性文件),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)傳遞到其它系統(tǒng)或本系統(tǒng)的其它應(yīng)用模塊,再由公用格式還原成該系統(tǒng)的具體的圖形或非圖形數(shù)據(jù)。國(guó)際上比較流行的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換規(guī)范,早期是IGES、PDES,近年來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS O正在組織制定和推廣的產(chǎn)品數(shù)據(jù)規(guī)范是SETP(Standard for the Exchange of ProductdelData)。

    在CAD/CAM集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中,對(duì)于新引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng),應(yīng)注意選擇和定購(gòu)國(guó)際流行的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,以便于對(duì)外合作與交流;對(duì)于已經(jīng)具有CAD/CAM系統(tǒng)的企業(yè),如果原系統(tǒng)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,可根據(jù)實(shí)際情況,在不超過(guò)兩個(gè)需要集成的CAD軟件時(shí),可采用專(zhuān)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,待條件成熟后再改用國(guó)際流行的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范。

    ③CAPP技術(shù)在:CIMS環(huán)境下,CAPP是作為將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為各種加工、管理信息的橋梁,是CAD/CAM集成的關(guān)鍵。CAPP的核心是建立一個(gè)包含知識(shí)庫(kù)、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和推理機(jī)的專(zhuān)家系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)所選定零件進(jìn)行的廣泛工藝分析,從大量經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中提煉工藝路線設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)規(guī)則以及工藝決策方法等知識(shí),建立知識(shí)庫(kù),利用規(guī)則表達(dá)方式進(jìn)行知識(shí)表達(dá)。同時(shí)還要建立包含機(jī)床、刀具、夾具、切削參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)庫(kù),以滿足工藝決策的要求。

    ④工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):它把從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系起來(lái),實(shí)現(xiàn)信息的共享與交換,是CAD/CAM集成系統(tǒng)的核心。由于系統(tǒng)中圖形與非圖形(即非格式化與格式化)數(shù)據(jù)并存,因此工程數(shù)據(jù)庫(kù)不同于一般商業(yè)與管理數(shù)據(jù)庫(kù)。它用文件方式存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)和NC代碼文件等非格式化信息;以文件屬性方式存儲(chǔ)圖形中的零件圖號(hào)、材料、公差、技術(shù)條件等信息,用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理各個(gè)圖形文件,這是工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)。
同時(shí),由于CAD/CAM是多用戶、多模塊、多結(jié)點(diǎn)采用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,故必須采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行管理。為了實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)如MIS、QIS、FA進(jìn)行信息交換和共享,還必須在異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)之間開(kāi)發(fā)接口程序,才能真正實(shí)現(xiàn)信息的全面集成。

三、CAD/CAM分系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

1.成飛對(duì)CAD/CAM及其集成的需求
    成飛是國(guó)家"863"高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域CIMS主題的應(yīng)用工廠之一,在成飛CMIS工程六個(gè)系統(tǒng)(MIS、CAD/CAM、FA、QIS、DB、NET)中,CAD/CAM是CIMS工程信息的源頭和基礎(chǔ),在CIMS工程中起著十分重要的作用。

    結(jié)合公司新機(jī)研制和國(guó)外飛機(jī)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的實(shí)際,以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)產(chǎn)品CAD、CAE、CAPP、CAM的信息集成,以及與MIS、QIS、FA的信息集成為總目標(biāo),選擇飛機(jī)制造中最薄弱的生產(chǎn)環(huán)節(jié)——飛機(jī)機(jī)加結(jié)構(gòu)件CAD/CAPP/CAM集成為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的主干線。

    ①解決飛機(jī)制造的瓶頸和關(guān)鍵,開(kāi)發(fā)復(fù)雜飛機(jī)結(jié)構(gòu)件(框、梁、肋類(lèi))的FA-CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)3C系統(tǒng))并在新機(jī)研制的典型數(shù)控機(jī)加結(jié)構(gòu)零件中應(yīng)用。

    ②實(shí)現(xiàn)工藝文件的計(jì)算機(jī)管理(包括CAPP與手工編制的工藝規(guī)程),滿足自動(dòng)化車(chē)間FA以及MIS、QIS對(duì)工藝信息的要求。

    ③利用現(xiàn)有的18臺(tái)數(shù)控機(jī)床,建立兩條直接數(shù)控(FDNC)生產(chǎn)線,在新建的1.1萬(wàn)平方米、具有刀具立體庫(kù)和物料立體庫(kù)廠房?jī)?nèi)運(yùn)行,能夠?qū)��?chē)間、單元生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)調(diào)度控制和管理,提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件綜合生產(chǎn)能力和生產(chǎn)、物料管理水平。

2.系統(tǒng)組成
成飛CIMS工程CAD/CAM分系統(tǒng)由以下系統(tǒng)組成:

    ①飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與工程分析的CAD/CAE系統(tǒng)。
    ②復(fù)雜飛機(jī)平面3～5坐標(biāo)機(jī)加結(jié)構(gòu)件的FA-CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)。
    ③飛機(jī)工藝文件管理系統(tǒng)。
    ④飛機(jī)工藝裝備的CAD/CAM系統(tǒng)(包括沖裁模CAD/CAM,壓延模CAD/CAM、飛機(jī)裝配型架CAD/CAM、機(jī)鉗工裝CAD/CAM、地面設(shè)備CAD和試驗(yàn)設(shè)備CAD子系統(tǒng))。
    ⑤飛機(jī)常規(guī)零件CAPP系統(tǒng)(包括常規(guī)機(jī)加件CAPP、鈑金件CAPP、裝配CAPP子系統(tǒng))。
    ⑥飛機(jī)零件數(shù)控加工、數(shù)控彎管和數(shù)控檢測(cè)的CAM系統(tǒng)。

3.系統(tǒng)實(shí)施中解決的關(guān)鍵問(wèn)題
    ①加工特征的抽取和定義;飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工特征的歸納和抽取非常困難。通過(guò)對(duì)幾百項(xiàng)數(shù)控機(jī)加結(jié)構(gòu)零件所進(jìn)行的工藝分析,利用成飛二十年來(lái)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的經(jīng)驗(yàn),從零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝統(tǒng)一的角度進(jìn)行歸納和提煉,確定零件的加工特征,定義零件的特征模型,以此作為CAD、CAPP和CAM集成的基礎(chǔ)。共提取了15類(lèi)特征,覆蓋了包括具有直紋曲面、復(fù)雜槽腔、下陷、凸緣、筋、凸臺(tái)、孔等的組成的平面3-5坐標(biāo)框、梁、肋類(lèi)復(fù)雜機(jī)加結(jié)構(gòu)零件。

②基于特征的創(chuàng)成式CAPP技術(shù)
    CAPP自動(dòng)獲取由FA-CAD定義的零件加工特征工藝信息,采用創(chuàng)成式原理,開(kāi)發(fā)了推理機(jī)與知識(shí)庫(kù)獨(dú)立性很強(qiáng)的工藝決策專(zhuān)家系統(tǒng),不需人工干預(yù),可自動(dòng)進(jìn)行工藝決策。開(kāi)發(fā)了直接面向用戶,知識(shí)透明性高的知識(shí)庫(kù)管理技術(shù)(引入知識(shí)的外部形式和內(nèi)部形式),方便用戶進(jìn)行知識(shí)庫(kù)的維護(hù)、完善和積累。工序圖的生成是根據(jù)工藝決策的結(jié)果,從零件的特征模型庫(kù)中提取各工序的特征幾何信息,自動(dòng)生成工序圖、各種工藝文件和CAM需要的工藝信息。

    ③工作站的漢字系統(tǒng):由于SGI工作站沒(méi)有漢字系統(tǒng),為了方便用戶使用,特別是為了滿足工藝文件輸出的需要,開(kāi)發(fā)了包括點(diǎn)陣和矢量漢字的漢字系統(tǒng)以及漢字編輯器,解決了工作站上的中文界面和漢字的輸入、輸出問(wèn)題。

    ④工程數(shù)據(jù)管理:FA-CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中有幾何信息和工藝數(shù)據(jù)兩類(lèi)不同的信息需要管理。在系統(tǒng)運(yùn)行中,采用RMI工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理幾何模型、加工特征模型等非結(jié)構(gòu)化信息,應(yīng)用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)管理工藝信息,如刀量具、工裝信息、切削參數(shù)、工藝參數(shù)等結(jié)構(gòu)化信息,不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部CAD/CAPP/CAM的信息集成,而且實(shí)現(xiàn)了與FA、MIS和QIS等其它分系統(tǒng)的信息集成。

四、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)施的體會(huì)

    通過(guò)成飛20年來(lái)的應(yīng)用和發(fā)展,以及近5年來(lái)成飛CMIS工程CAD/CAM分集成系統(tǒng)的總體規(guī)劃與系統(tǒng)設(shè)計(jì)走過(guò)的道路,我們結(jié)合自身的體會(huì),對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、實(shí)施中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一下探討。

1.需求分析和目標(biāo)選擇
    在進(jìn)行系統(tǒng)總體規(guī)劃之前,要針對(duì)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的需要,進(jìn)行詳細(xì)的需求分析,確定CAD/CAM及其集成應(yīng)用的范圍和內(nèi)容,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)的瓶頸和急需,選擇最容易獲得成功,最能產(chǎn)生效益和關(guān)鍵項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)是在新產(chǎn)品研制中采用CAD/CAM,研制費(fèi)用的5～10%用于CAD/CAM技術(shù)改造費(fèi)用。

2.頂層領(lǐng)導(dǎo)的支持
    企業(yè)最高決策層的重視和支持是CAD/CAM應(yīng)用及其集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)施能否成功的決定因素。包括制定統(tǒng)一的規(guī)劃和目標(biāo),組織機(jī)構(gòu)的建立與調(diào)整,確定不同階段CAD/CAM應(yīng)用的范圍和信息傳遞,正確評(píng)價(jià)和計(jì)CAD/CAM及其集成的經(jīng)濟(jì)效益等。

3.總體規(guī)劃和系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    CAD/CAM集成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)施要在企業(yè)CIMS工程的總體規(guī)劃下進(jìn)行,不僅要考慮CAD/CAPP/CAM內(nèi)部的信息集成,而且要協(xié)調(diào)好CAD/CAM與外部其它集成系統(tǒng)(如MIS、QIS、FA)的信息集成,分析數(shù)據(jù)流程、確定數(shù)據(jù)元素和共享信息,建立全局?jǐn)?shù)據(jù)字典,認(rèn)真扎實(shí)地做好系統(tǒng)分析工作,才能保證CIMS全局的協(xié)調(diào)一致。為了少走彎路,應(yīng)向有經(jīng)驗(yàn)的用戶和專(zhuān)家進(jìn)行咨詢。對(duì)于新起步首先開(kāi)展CAD/CAM單元技術(shù)的企業(yè),要按照CIMS的思想進(jìn)行總體規(guī)劃和系統(tǒng)設(shè)計(jì),保證CAD/CAM具有可集成性。

4.利用已有資源,采用成熟技術(shù)
    對(duì)已經(jīng)有一定CAD/CAM基礎(chǔ)的企業(yè),在開(kāi)發(fā)實(shí)施CIMS技術(shù)時(shí),應(yīng)充分利用已有的計(jì)算機(jī)硬、軟件資源,做必要的擴(kuò)充并盡量采用成熟的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和開(kāi)發(fā),減少風(fēng)險(xiǎn)。

5.CAD/CAM集成系統(tǒng)的配置
    根據(jù)企業(yè)的需求與經(jīng)濟(jì)能力,合理選擇和配置CAD/CAM系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)。在CAD/CAM系統(tǒng)選擇與配置時(shí),一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:

    ①?gòu)男枨蟪霭l(fā),量力而行。在選擇CAD/CAM系統(tǒng)時(shí),不一定要選擇當(dāng)時(shí)能夠獲得的最好的CAD/CAM系統(tǒng),更重要的是選擇和使用滿足于本企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造需要的CAD/CAM系統(tǒng),例如,產(chǎn)品對(duì)三維造型、曲面加工編程能力以及工程分析等特殊的需求。在配置系統(tǒng)時(shí),還應(yīng)考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,合理構(gòu)成系統(tǒng)。

    ②功能可靠,具有開(kāi)放性。系統(tǒng)應(yīng)采用當(dāng)代先進(jìn)的硬件、軟件技術(shù),采用國(guó)際流行的操作系統(tǒng)、圖形支持軟件和圖形轉(zhuǎn)換接口,具有先進(jìn)的計(jì)算方法和數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。系統(tǒng)應(yīng)具有開(kāi)放性,以利于今后的發(fā)展。

    ③接口能力。CAD/CAM及其集成的主要效益是來(lái)自產(chǎn)品數(shù)據(jù)可以共享。因此,在系統(tǒng)配置時(shí),應(yīng)注意選擇國(guó)際流行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口和系統(tǒng)提供的用戶接口等模塊,以便于與其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)并提供用戶二次開(kāi)發(fā)能力。

    ④用戶界面和數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)應(yīng)提供良好的用戶界面(菜單、命令、信息等),易于學(xué)習(xí)和使用;還要具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理能力,提供有效的方法進(jìn)行查詢、修改和管理與維護(hù)。

    ⑤供應(yīng)商的選擇。選擇可靠的供應(yīng)商,除提供的產(chǎn)品先進(jìn)可靠以外,應(yīng)特別注意技術(shù)支持力量和系統(tǒng)維護(hù)等售后服務(wù)。還應(yīng)注意軟件的質(zhì)量與版權(quán)問(wèn)題,為參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供可靠的保證。

6.CAD/CAM系統(tǒng)的支持與維護(hù)
    除了有專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行CAD/CAM集成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以外,要有一支隊(duì)伍來(lái)進(jìn)行維護(hù)、推廣和應(yīng)用。同時(shí)還應(yīng)有健全的組織機(jī)構(gòu),能有效地進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和項(xiàng)目管理,使系統(tǒng)的硬、軟件處于良好的工作狀態(tài),為用戶提供方便。

7.培訓(xùn)和教育
    要針對(duì)企業(yè)不同層次的人員(用戶、中層管理人員、CAD/CAM項(xiàng)目經(jīng)理、系統(tǒng)支持及維護(hù)人員、公司頂層領(lǐng)導(dǎo))分別進(jìn)行不同層次和內(nèi)容的培訓(xùn)。培訓(xùn)和教育要貫穿于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)施以及用戶使用的各個(gè)階段。使用戶了解CAD/CAM及其集成的優(yōu)越性及產(chǎn)生的效益,激發(fā)用戶應(yīng)用的積極性。認(rèn)真聽(tīng)取用戶意見(jiàn),對(duì)他們提供幫助等。教育要不斷地進(jìn)行。

8.軟件的標(biāo)準(zhǔn)化和商品化
    在CAD/CAM集成系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)中,要按照國(guó)家及行業(yè)有關(guān)軟件標(biāo)準(zhǔn)化、工程化的要求進(jìn)行。要緊密結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用不斷完善和更新,真正開(kāi)發(fā)出具有自己版權(quán)的、實(shí)用可靠的商品化軟件系統(tǒng)。