3．1基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)
基于 PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)可以分為四個(gè)層面，從高到低依次為界面層、應(yīng)用工具層、對(duì)象管理層和支撐環(huán)境層，如圖3．1所示。
圖 3．1基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)
(1)界面層：所有用戶(hù)都在統(tǒng)一的用戶(hù)界面上進(jìn)行操作，用戶(hù)可根據(jù)自己的應(yīng)用需求對(duì)界面進(jìn)行定制。
(2)應(yīng)用工具層：為實(shí)現(xiàn)可視化虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的多種功能提供多種應(yīng)用工具，包括設(shè)計(jì)建模工具、仿真分析工具、協(xié)作設(shè)計(jì)支持工具、綜合功能建模仿真工具和設(shè)計(jì)、分析及決策系統(tǒng)等；利用PDM的集成工具進(jìn)行集成，并通過(guò)界面層向用戶(hù)提供各種服務(wù)。
(3)對(duì)象管理層：利用PDM軟件對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的工作流和產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行管理，通過(guò)建立項(xiàng)目管理、過(guò)程管理和任務(wù)調(diào)度機(jī)制對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行全面的控制。各種應(yīng)用通過(guò)PDM的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)，PDM的管理功能保證了數(shù)據(jù)的一致性、完整性和連續(xù)性。
(4)支撐環(huán)境層：數(shù)據(jù)庫(kù)是PDM的支持平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的操作數(shù)據(jù)功能支持PDM系統(tǒng)對(duì)象對(duì)底層數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)庫(kù)包括全局共享數(shù)據(jù)庫(kù)、局部共享數(shù)據(jù)庫(kù)及私有數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供系統(tǒng)運(yùn)行必要的軟、硬件環(huán)境。
CAD、CBD、CAE各種CAx系統(tǒng)相互之間的信息傳遞變成了它們與PDM的信息傳遞，即各種CAx系統(tǒng)都從PDM系統(tǒng)中提取各自需要的信息，各自產(chǎn)生的結(jié)果也放到PDM中去，由此可見(jiàn)PDM是各種CAx系統(tǒng)的集成平臺(tái)，它將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造、工藝規(guī)劃、和質(zhì)量管理等方面的信息集成在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。
CAD系統(tǒng)是產(chǎn)生信息的源頭，包括圖形文件和屬性信息。圖形文件包括裝配體三維模型、零部件三維模型、二維工程視圖；屬性信息包括圖形的屬性信息和零部件的屬性信息(如：材料、成本等)。CAD系統(tǒng)將它產(chǎn)生的信息交給PDM系統(tǒng)來(lái)管理，CBD系統(tǒng)、CAE系統(tǒng)等其他系統(tǒng)都從PDM系統(tǒng)中提取需要的產(chǎn)品特征屬性參數(shù)、圖形文件，并將它們產(chǎn)生的各種圖形文件、文檔數(shù)據(jù)交給PDM來(lái)管理，這樣做到對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。
3．2基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的特點(diǎn)
基于 PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)具有以下特點(diǎn)：
(1)分布性分布性是基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的一個(gè)主要特點(diǎn)，表現(xiàn)為多節(jié)點(diǎn)的分布式。各子系統(tǒng)處于整個(gè)系統(tǒng)中諸節(jié)點(diǎn)單元系統(tǒng)，以元素的身份加入到系統(tǒng)中，在PDM模塊的統(tǒng)一系統(tǒng)下成為系統(tǒng)工作的一員。整個(gè)系統(tǒng)是在一個(gè)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(中央數(shù)據(jù)庫(kù)和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù))支持下的分布式環(huán)境中運(yùn)行。中央數(shù)據(jù)庫(kù)在系統(tǒng)中起數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的作用，系統(tǒng)中各模塊產(chǎn)生的最終數(shù)據(jù)信息通過(guò)PDM分系統(tǒng)存儲(chǔ)于中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：反之，各模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以中央數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)。
(2)集成性集成性是基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的另一個(gè)主要特點(diǎn)。分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)采用PDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)計(jì)過(guò)程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成、過(guò)程的集成、應(yīng)用的集成，它在信息集成的基礎(chǔ)上，著重強(qiáng)調(diào)了過(guò)程集成，過(guò)程集成需要優(yōu)化和重組產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，組織多部門(mén)的人員，在協(xié)調(diào)工作環(huán)境下共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
(3)并行性基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)把整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程看成是一個(gè)集成的并行過(guò)程，從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)。具體體現(xiàn)在：一方面，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的重組，消除產(chǎn)品設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一次成功率。另一方面，PDM為并行設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)環(huán)境。它集數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理能力、網(wǎng)絡(luò)的通訊能力以及過(guò)程的控制能力于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)在分布式環(huán)境中設(shè)計(jì)活動(dòng)的信息共享和交換并對(duì)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整
和監(jiān)控，還能夠很好地支持各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，支持資源的優(yōu)化配置。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)并行工程的支持。
(4)快速性和智能性基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)采用基于實(shí)例的快速智能設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，以PDM系統(tǒng)作為分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的支撐環(huán)境。使用基于實(shí)例的設(shè)計(jì)可以大大提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度，提高了開(kāi)卷機(jī)設(shè)計(jì)的智能性和實(shí)用性，并可以大量地重用企業(yè)已有的成熟產(chǎn)品資源。
(5)開(kāi)放性開(kāi)放性是基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的重要特點(diǎn)，體現(xiàn)在四個(gè)方面：對(duì)基礎(chǔ)環(huán)境的適應(yīng)性，與底層環(huán)境的連接是通過(guò)不同的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的；PDM內(nèi)核的開(kāi)放性，采用面向?qū)ο蟮慕７椒ê图夹g(shù)，建立系統(tǒng)的管理模型和信息模型，并提供對(duì)象管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的管理；實(shí)現(xiàn)插件功能，工具封裝和集成。
(6)高度的柔性基于PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)以柔性為其基礎(chǔ)，面向市場(chǎng)，面向用戶(hù)，注意組織和實(shí)現(xiàn)上的柔性。
3．3基于PDM的快速變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全球化，使得用戶(hù)有了更多的選擇對(duì)象。用戶(hù)需求的多樣化、個(gè)性化，導(dǎo)致多品種、小批量 (乃至單件)的訂單方式在許多機(jī)械制造企業(yè)的普遍實(shí)行。與傳統(tǒng)的少品種、大批量生產(chǎn)方式相比較，在訂單式生產(chǎn)中，由于品種的增多和批量的減少，使得產(chǎn)品信息類(lèi)型更加多樣，數(shù)量更加龐大，因而造成空前復(fù)雜的局面。但另一方面，企業(yè)要在競(jìng)爭(zhēng)中取勝，又必須以比同行更快的交貨期、更低的成本、更好的質(zhì)量和更完善的服務(wù)去響應(yīng)用戶(hù)的需求。要達(dá)到此目的，企業(yè)唯有科學(xué)有序地利用現(xiàn)有的產(chǎn)品信息資源，以變型設(shè)計(jì)快速、合理地響應(yīng)用戶(hù)訂單。
產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，通常分為新穎性／創(chuàng)新設(shè)計(jì)和適應(yīng)性／變型設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可重用信息資源較少，產(chǎn)品質(zhì)量和交貨期難以保證，成本難以控制，從而使得企業(yè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力；變型設(shè)計(jì)是在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，按市場(chǎng)需求進(jìn)行信息重組、結(jié)構(gòu)重組，大限度地重用企業(yè)已有的成熟產(chǎn)品資源，靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)，并可提高設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，高效、高質(zhì)量、低成本生產(chǎn)出新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。產(chǎn)品的快速響應(yīng)變型設(shè)計(jì)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)市場(chǎng)的重要手段。
在機(jī)械制造行業(yè)中，創(chuàng)新設(shè)計(jì)畢竟稀少，大量的總是變型設(shè)計(jì)。事實(shí)上，許多設(shè)計(jì)人員的確也是經(jīng)常使用變型設(shè)計(jì)去響應(yīng)用戶(hù)訂單，但是傳統(tǒng)的變型設(shè)計(jì)并不能自動(dòng)保證訂單產(chǎn)品的快交貨、低成本和高質(zhì)量。其根本原因在于變型設(shè)計(jì)的過(guò)程中涉及大量繁雜的產(chǎn)品信息和設(shè)計(jì)知識(shí)，而目前這些信息和知識(shí)的檢索和管理主要仍靠設(shè)計(jì)人員的手工實(shí)現(xiàn)和自發(fā)進(jìn)行，因此嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的速度和合理性。為了克服這個(gè)障礙，就需要運(yùn)用先進(jìn)的信息理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，著手對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品信息資源進(jìn)行重組。
企業(yè)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)中積累了大量的極其寶貴的產(chǎn)品信息 (圖 紙、文件、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等)，對(duì)這些信息進(jìn)行充分挖掘和科學(xué)重組，使之成為有用和便于重復(fù)利用的產(chǎn)品信息資源，并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，加上在先期開(kāi)發(fā)中所積累的信息資源，就足以有效支持對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)。面對(duì)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)環(huán)境，要求企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，變被動(dòng)適應(yīng)用戶(hù)為主動(dòng)引導(dǎo)市場(chǎng)。因此，實(shí)施“快速響應(yīng)工程”，以適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境的變化和用戶(hù)需求的轉(zhuǎn)移是時(shí)代的需要。
變型設(shè)計(jì)策略以關(guān)系型產(chǎn)品模型和與之相適應(yīng)的產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)以及基于實(shí)例推理的智能技術(shù)為主要手段，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)企業(yè)產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化重組，通過(guò)對(duì)企業(yè)現(xiàn)有成熟產(chǎn)品的變型再設(shè)計(jì)，使企業(yè)的寶貴信息資源得到盡可能多的重用，從而達(dá)到以快交貨、高質(zhì)量、低成本和重環(huán)保的快速響應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)策略去贏得市場(chǎng)的目的。變型設(shè)計(jì)策略的要點(diǎn)為：
(1)重組企業(yè)工作流程，用變型設(shè)計(jì)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求；
(2)重組企業(yè)產(chǎn)品信息，使企業(yè)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中積累的豐富技術(shù)資料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏煤秃糜玫膶氋F信息資源，以期用盡量少的新設(shè)計(jì)零部件，組成盡可能多的變型系列新產(chǎn)品；
(3)建立集成的關(guān)系型產(chǎn)品模型和跨功能的并行工作環(huán)境，并采用基于實(shí)例推理的智能技術(shù)，以期通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組，來(lái)支持快速變型設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)而言之，就是業(yè)務(wù)過(guò)程重組、信息資源重組和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重組。
3．3．1以關(guān)系型產(chǎn)品模型進(jìn)行信息重組和變型設(shè)計(jì)
重用企業(yè)產(chǎn)品信息資源，進(jìn)行快速變型設(shè)計(jì)，應(yīng)基于產(chǎn)品資源的合理定義與表達(dá)，按關(guān)系型產(chǎn)品模型進(jìn)行信息重組。產(chǎn)品模型是一種數(shù)字化的信息模型，它以一定的數(shù)據(jù)抽象、定義和表達(dá)在產(chǎn)品生命周期中有關(guān)產(chǎn)品的信息，包括數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)和關(guān)系等。
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，即從抽象的概念到具體的結(jié)構(gòu)物化過(guò)程中，存在大量蘊(yùn)含在物化過(guò)程中的信息，對(duì)這些隱式信息進(jìn)行抽象和歸納，可以得到多種關(guān)系，而這些關(guān)系的存在和發(fā)現(xiàn)，保證了變型設(shè)計(jì)的正確、快速。關(guān)系型產(chǎn)品模型就是以變型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的種種關(guān)系為核心，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組來(lái)支持快速變型設(shè)計(jì)，能夠大限度地利用企業(yè)已有的產(chǎn)品資源，是進(jìn)行快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)的有力工具。
3．3．2以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為-陜速變型設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)平臺(tái)
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理將所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程集成起來(lái)，創(chuàng)造出一種透明度很高的虛擬環(huán)境，能適應(yīng)復(fù)雜多變的變型設(shè)計(jì)的需求，保證在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中使產(chǎn)品數(shù)據(jù)具有一致性定義的條件下，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)管理和過(guò)程控制，是集成計(jì)算機(jī)輔助工具的重要武器，成為能支持基于關(guān)系型產(chǎn)品模型的快速變型設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
在全球性的、競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，企業(yè)必須對(duì)其經(jīng)營(yíng)過(guò)程從根本上重新結(jié)構(gòu)化才能在產(chǎn)品上市時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù) (即TQCS)上保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這就是企業(yè)重組(Enterprise Reengineering)。企業(yè)重組系統(tǒng)由業(yè)務(wù)過(guò)程重組、生產(chǎn)過(guò)程重組、信息技術(shù)重組構(gòu)成。信息技術(shù)重組，是指采用先進(jìn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM系統(tǒng)，建立智能化的產(chǎn)品模型，使設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)時(shí)都能對(duì)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程有一個(gè)清晰、全面地了解。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)便是實(shí)現(xiàn)這些哲理的使能器，是計(jì)算機(jī)工具集成的核心，己逐漸成為企業(yè)有效管理、利用產(chǎn)品資源，贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略性武器。
支持快速變型設(shè)計(jì)的 PDM系統(tǒng)主要由事物特性表管理、分類(lèi)編碼系統(tǒng)管理等模塊組成。事物特性是描述對(duì)象不受周?chē)h(huán)境影響的特性。事物特性表是一種組合排列對(duì)象組的事物和關(guān)系特性表格，可用于概括地描述、限制和選擇標(biāo)準(zhǔn)的、非標(biāo)準(zhǔn)的，物質(zhì)和非物質(zhì)的以及相互近似的事物對(duì)象。將其用于CAD中，可規(guī)范化的支持CAD數(shù)據(jù)的歸檔、存儲(chǔ)和交換，表的每一列表示相關(guān)的零部件的特性，表的每一行代表相關(guān)零部件類(lèi)中的一個(gè)實(shí)例。
事物特性技術(shù)與關(guān)系型 CAD系統(tǒng)組合，可以建立起智能關(guān)系型產(chǎn)品模型，通過(guò)關(guān)系定義來(lái)保證零部件的合理變型。關(guān)系在形狀模型和事物特性表之間建立，可以實(shí)現(xiàn)由事物特性表驅(qū)動(dòng)的快速變型設(shè)計(jì)。為了進(jìn)行產(chǎn)品信息交流，實(shí)現(xiàn)高層次上的技術(shù)管理的合理化，需要選擇合適的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。分類(lèi)編碼體系能夠?qū)Ξa(chǎn)品資源的零件層、部件層、產(chǎn)品層進(jìn)行統(tǒng)一的分類(lèi)管理，形成企業(yè)的產(chǎn)品資源庫(kù)，建立產(chǎn)品、部件、零件之間以及它們與描述它們的文檔、圖 紙之間以及供應(yīng)商之間的關(guān)系，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息。
3．3．3以CBR作為快速變型設(shè)計(jì)的智能推理工具
CBR(Case based Reasoning)技術(shù)即：基于實(shí)例的推理技術(shù)，是人工智能中新崛起的一項(xiàng)重要推理技術(shù)，其核心思想是對(duì)問(wèn)題求解時(shí)充分利用人類(lèi)的成功經(jīng)驗(yàn)，將人類(lèi)以往處理某類(lèi)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)作為現(xiàn)在處理這類(lèi)相似問(wèn)題的參考。將它應(yīng)用于設(shè)計(jì)領(lǐng)域，就是直接參考以往的類(lèi)似產(chǎn)品實(shí)例，通過(guò)必要的修改生成新的產(chǎn)品。這種推理技術(shù)符合設(shè)計(jì)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣和思維方式，特別適合于進(jìn)行比較大型的結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì)的智能推理，是進(jìn)行快速變型設(shè)計(jì)的智能推理工具。
在基于實(shí)例推理操作中，最關(guān)鍵的操作是相關(guān)實(shí)例的檢索、最佳實(shí)例的選擇與實(shí)例修改。 CBR推理技術(shù)引入設(shè)計(jì)領(lǐng)域是為了克服傳統(tǒng)的基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)和基于模型的推理系統(tǒng)的缺陷，不僅可以緩和專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)獲取的困難，而且可大大地提高系統(tǒng)的推理效率，同時(shí)，增強(qiáng)人工智能處理異構(gòu)知識(shí)的能力，既能夠處理過(guò)程性知識(shí)又能處理經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。還能處理實(shí)例知識(shí)，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)CBR推理不需要精確的領(lǐng)域模型，因而知識(shí)的提取變成了一個(gè)收集實(shí)側(cè)的過(guò)程；
(2)CBR推理的執(zhí)行過(guò)程簡(jiǎn)化為確定描述實(shí)例的典型特征，這比產(chǎn)生一個(gè)精確的模型或眾多的規(guī)則要容易的多；
(3)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以解決大量信息的管理問(wèn)題；
(4)CBR系統(tǒng)能通過(guò)把新的知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)例而實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)，這樣使系統(tǒng)的維護(hù)容易。
因此，應(yīng)用 CBR技術(shù)解決變型設(shè)計(jì)問(wèn)題是可行的，對(duì)于一個(gè)不存在明確模型或尚不被完全理解的問(wèn)題域，CBR是一個(gè)有效的智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具。
3．4基于虛擬產(chǎn)品模型的系統(tǒng)集成
建立基于 PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)，需要對(duì)所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的表達(dá)．但這些數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中，為了使虛擬產(chǎn)品模型對(duì)所有的用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是透明的，必須把這些分散的系統(tǒng)集成為一個(gè)整體，這些系統(tǒng)主要包括CAx、PDM、以及用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的一些應(yīng)用系統(tǒng)。
在 CAx／PDM等系統(tǒng)集成的過(guò)程中，下面幾個(gè)問(wèn)題是需要重點(diǎn)考慮的：
(1)對(duì)同一信息在不同系統(tǒng)中的描述方式不～樣，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一描述；
(2)數(shù)據(jù)的控制問(wèn)題，即由誰(shuí)來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)以及控制共同擁有的信息是這個(gè)問(wèn)題的核心：
(3)數(shù)據(jù)的傳遞方向和內(nèi)容；
(4)組織障礙，集成系統(tǒng)的各部門(mén)之間較難接受對(duì)方的思想，這也是系統(tǒng)集成的一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。
根據(jù)解決上述問(wèn)題所采用的不同方式， CAx／PDM系統(tǒng)之間的集成可以采用不同的集成策略。企業(yè)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集成時(shí)，不僅僅只是考慮技術(shù)的因素，更為重要的是要考慮企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、人員以及企業(yè)能承擔(dān)的集成費(fèi)用等。
根據(jù)系統(tǒng)集成的緊密程度可分為封裝、接口和完全集成三種集成模式：封裝這是一種最簡(jiǎn)單的集成方式，實(shí)施起來(lái)費(fèi)用較少，而且由于對(duì)原系統(tǒng)的改變較少，因而較易為不同部門(mén)的人員接受。 OLE技術(shù)就是在這一層次上的集成。這時(shí)集成的兩個(gè)系統(tǒng)不能互相操縱彼此的內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如在Word文檔中嵌入AutoCAD文檔，這時(shí)是不能在Word文檔直接對(duì)AuotCAD文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行改變。這種集成功能是有限的。
接口根據(jù)兩個(gè)集成系統(tǒng)提供的 API函數(shù)進(jìn)行編程，通過(guò)API函數(shù)來(lái)抽取各自所需的信息，然后轉(zhuǎn)換成相互都能接受的格式實(shí)現(xiàn)信息交互。在這種集成模式下，系統(tǒng)通過(guò)API函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，而API函數(shù)一般是有限的，它成為集成的一個(gè)瓶頸。同時(shí)在集成時(shí)必須充分了解各API函數(shù)中參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種集成模式需要更大的投入(同封裝集成模式相比)，它是目前較常見(jiàn)的集成方式。
完全集成在完全集成方式中，兩個(gè)系統(tǒng)在原數(shù)據(jù)和面向特定功能數(shù)據(jù)定義方面都有統(tǒng)一的描述格式，這些數(shù)據(jù)的傳遞不必經(jīng)過(guò) API函數(shù)的轉(zhuǎn)換，集成效率高。這種集成方式需要軟件供應(yīng)商的大力參與，同時(shí)要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間。
3．4．1PDM系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)的集成
(1)PDM／CAD系統(tǒng)集成基本功能描述PDM／CAD系統(tǒng)集成的核心任務(wù)是，將CAD用戶(hù)的工作結(jié)果連同有關(guān)的業(yè)務(wù)對(duì)象和數(shù)據(jù)對(duì)象一起構(gòu)建在PDM數(shù)據(jù)模型中，使得虛擬產(chǎn)品模型中的描述零部件視圖、模型、工程圖等的所有業(yè)務(wù)對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)成為一個(gè)整體。在PDM／CAD系統(tǒng)集成接口中主要完成以下四個(gè)方面的集成功能，如圖3．2所示。
圖 3．2PDM與CAD系統(tǒng)集成之間的數(shù)據(jù)交換
a．對(duì)零件的視圖和模型進(jìn)行操作零件的視圖和模型首先在CAD系統(tǒng)中產(chǎn)生，為了對(duì)視圖和模型進(jìn)行管理，相應(yīng)地在PDM系統(tǒng)中產(chǎn)生模型基本記錄。如果此時(shí)沒(méi)有相應(yīng)的零件基本記錄，必須先產(chǎn)生零件基本記錄，這樣就形成了零件基本記錄一模型基本記錄一模型，視圖的連接鏈。這個(gè)過(guò)程完成后就能實(shí)現(xiàn)零件的視圖和模型的信息在PDM與CAD系統(tǒng)之間傳遞。
從 CAD系統(tǒng)傳遞到PDM系統(tǒng)中的視圖和模型信息主要包括：零件的重量、體積等，這些信息構(gòu)成零件模型基本記錄的組成部分：從PDM系統(tǒng)中傳遞到CAD系統(tǒng)的信息主要是零件模型和視圖的說(shuō)明信息，如物品編號(hào)、標(biāo)記、顯示等級(jí)和分類(lèi)索引鍵，以及CAD視圖和模型的存儲(chǔ)路徑和文件名等。對(duì)部件來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程是相同的。
b．對(duì)零件主圖進(jìn)行操作主圖是由2D視圖或從主3D模型生成的局部視圖再加上相應(yīng)的工作信息(如公差等)組成的，通過(guò)主圖能夠派生出零件和部件的所有變型工程圖。對(duì)零件主圖的操作同對(duì)零件視圖／模型的操作是相似的。
c．對(duì)零件工程圖進(jìn)行操作對(duì)零件的工程圖在PDM／CAD系統(tǒng)之間的操作主要包括工程圖的注冊(cè)、瀏覽、加載和編輯等。如在CAD端存放一張帶有邊框和工程標(biāo)注中記錄了比例尺、頁(yè)號(hào)和頁(yè)數(shù)等信息，這些信息可以在注冊(cè)過(guò)程中傳送到PDM系統(tǒng)中相應(yīng)工程圖基本記錄中。在PDM系統(tǒng)中瀏覽、加載和修改過(guò)程中，圖號(hào)、名稱(chēng)、材料和重量等屬性可以從零件基本記錄和工程圖基本記錄中動(dòng)態(tài)地傳送到CAD系統(tǒng)中工程圖標(biāo)準(zhǔn)欄中。
d．對(duì)部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作第一項(xiàng)任務(wù)是，在PDM系統(tǒng)中利用從部件圖或部件模型中得到的信息自動(dòng)地重新構(gòu)建一個(gè)完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，或者在已有基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，形成一個(gè)完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；第二項(xiàng)任務(wù)是，利用PDM系統(tǒng)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在CAD系統(tǒng)中裝配成一個(gè)相應(yīng)的部件。
(2)PDM，CAD系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述上面描述了PDM／CAD系統(tǒng)之間集成時(shí)所需要完成的主要功能，完成這些功能需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的支持。下面描述PDM／CAD系統(tǒng)集成時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表達(dá)。
在 PDM系統(tǒng)中，通過(guò)零件簇來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的分類(lèi)和組織。主圖和主模型都通過(guò)聯(lián)系對(duì)象與相應(yīng)的分類(lèi)元素聯(lián)系，主圖與主模型中的參數(shù)通過(guò)與分類(lèi)元素相聯(lián)系的事物特性表來(lái)表達(dá)。事物特性表中的每一行與一個(gè)相應(yīng)的零件基本記錄，這樣通過(guò)零件基本記錄所對(duì)應(yīng)的事物特性表中的參數(shù)和主圖以及主模型就能派生出零件的模型和工程圖等。
在從主圖和主模型派生零件模型和零件工程圖的過(guò)程中，需要利用事物特性表和參數(shù)表之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。事物特性表一般作為 PDM系統(tǒng)中的對(duì)象進(jìn)行管理，而在CAD系統(tǒng)對(duì)主圖和主模型進(jìn)行描述是采用主模型和主圖的參數(shù)表來(lái)進(jìn)行的，所以要建立事物特性表和參數(shù)表之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在CAD系統(tǒng)中，通過(guò)參數(shù)表中的每一行與相應(yīng)的主模型和主圖能夠在CAD系統(tǒng)中產(chǎn)生相應(yīng)的模型和工程圖。
在 PDM／CAD之間從主圖和主模型派生工程圖和模型的過(guò)程中，主要傳遞的數(shù)據(jù)是通過(guò)主圖和模型的參數(shù)表來(lái)傳遞的。從PDM系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)工程圖或者模型時(shí)，首先從事物特性表中映射出相應(yīng)的參數(shù)表數(shù)據(jù)，然后在CAD系統(tǒng)中通過(guò)參數(shù)表數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的工程圖和模型；在CAD系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)模型后，可以提出相應(yīng)的參數(shù)表數(shù)據(jù)，傳送到PDM系統(tǒng)中相應(yīng)的事物特性表，在PDM系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)新的零件基本記錄。
3．4．2PDM系統(tǒng)與CAx系統(tǒng)的集成
(1)PDM／CAx系統(tǒng)集成基本功能描述PDM／CAx系統(tǒng)集成主要是指與產(chǎn)生一般產(chǎn)品文檔的CAx系統(tǒng)之間的集成。這里所說(shuō)的CAx系統(tǒng)主要指與CAD系統(tǒng)相比較而言的，因?yàn)镻DM／CAD系統(tǒng)之間的集成時(shí)需要對(duì)有關(guān)CAD的文檔內(nèi)部信息進(jìn)行處理，而與一般的CAx系統(tǒng)集成時(shí)，只需要把這些系統(tǒng)中的相關(guān)文檔作為一個(gè)信息單元進(jìn)行處理，這種集成方法相對(duì)簡(jiǎn)單得
多。
在 PDM／CAx系統(tǒng)集成中把文檔作為一個(gè)信息單元進(jìn)行處理時(shí)，它們有一些共同的特性，在此基礎(chǔ)上可以構(gòu)建一個(gè)通用的集成接口，這個(gè)通用接口主要完成下面幾個(gè)方面的功能，如圖3．3所示。
a．在PDM系統(tǒng)中注冊(cè)CAx文檔；
b．通過(guò)PDM系統(tǒng)加載／閱覽CAx文檔：
c．通過(guò)PDM系統(tǒng)加載／編輯CAx文檔：
圖 3．3PDM／CAx系統(tǒng)集成之間的數(shù)據(jù)交換
(2)PDM／CAx系統(tǒng)集成通用接口描述從上面的描述中可以看出，PDM與一些CAx系統(tǒng)集成時(shí)需要完成相似的功能，這樣就可以采用一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建PDM／CAx系統(tǒng)之間的接口，降低集成的難度和成本。這個(gè)通用接口完成的主要功能是文檔在PDM系統(tǒng)中的注冊(cè)、瀏覽和編輯等。這個(gè)通用接口可用圖3．4來(lái)描述。
PDM／CAx系統(tǒng)集成的過(guò)程中，在PDM系統(tǒng)端只要開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的消息調(diào)用模塊和前后置處理模塊就可以與多種CAx系統(tǒng)集成，前后置處理模塊主要是實(shí)現(xiàn)文檔基本記錄的中性格式的轉(zhuǎn)換。在CAx系統(tǒng)端除了需要前后置處理模塊以外，還需要一個(gè)CAx專(zhuān)用接口，這個(gè)專(zhuān)用的接口主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)CAx系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成。
圖 3.4PDM／CAx系統(tǒng)集成處理一般文檔的通用接口
本章分析了基于 PDM的分布式虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)和該平臺(tái)具有的特點(diǎn)，并探討了構(gòu)建基于PDM的快速變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)，最后分析了基于虛擬產(chǎn)品模型的系統(tǒng)集成。本文章來(lái)自清軟英泰御云軟件，更多詳細(xì)信息請(qǐng)點(diǎn)擊：www.plmpdm.cn，或在百度搜索清軟英泰。
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