高璇

摘 要：針對當(dāng)前國內(nèi)外市場對大型印刷機(jī)械裝備的高質(zhì)量、高可靠性、定制化以及供貨周期短的需求，通過實(shí)施PLM項目，搭建Windchill系統(tǒng)和Creo Parametric無縫集成的協(xié)同設(shè)計制造平臺，從協(xié)同設(shè)計環(huán)境搭建、標(biāo)準(zhǔn)件及通用件庫的構(gòu)建、研發(fā)流程定制開發(fā)、自頂向下設(shè)計及大型裝配體設(shè)計、報表定制開發(fā)5個方面實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計制造平臺的功能及作用。實(shí)踐表明，協(xié)同設(shè)計制造平臺的應(yīng)用保證了設(shè)計數(shù)據(jù)的安全及可靠性，提高了產(chǎn)品設(shè)計能力，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。

關(guān)鍵詞：印刷機(jī)械 PLM 協(xié)同設(shè)計 Windchill Creo

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-0001-03

隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，新一輪科技革命蓄勢待發(fā)，國內(nèi)也步入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，傳統(tǒng)印刷業(yè)賴以生存和發(fā)展的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和客觀環(huán)境發(fā)生了深刻變化?！队∷I(yè)“十三五”時期發(fā)展規(guī)劃》指出“要以新一代信息技術(shù)為核心，加快傳統(tǒng)印刷數(shù)字化改造，推廣MIS（管理信息系統(tǒng)）、ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）等信息化管理手段，提升企業(yè)精細(xì)管理水平。”

在當(dāng)前背景下，某離散型印刷機(jī)械企業(yè)開始實(shí)施 PLM（Product Lifecycle Management，產(chǎn)品全生命周期管理）項目，利用PTC（Parametric Technology Corporation）公司的Windchill系統(tǒng)平臺，集成與產(chǎn)品全生命周期相關(guān)的信息、流程和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用于一體的整體解決方案。本文以PLM項目為背景，探索基于Windchill系統(tǒng)與Creo Parametric三維建模軟件集成環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)大型印刷機(jī)械協(xié)同設(shè)計制造的數(shù)據(jù)管理方法，主要圍繞協(xié)同設(shè)計環(huán)境搭建、標(biāo)準(zhǔn)件及通用件庫的構(gòu)建、研發(fā)流程定制開發(fā)、自頂向下設(shè)計及大型裝配體設(shè)計、報表定制開發(fā)等五方面進(jìn)行研究。

1 Windchill系統(tǒng)及Creo Parametric簡介

1.1 Windchill系統(tǒng)

Windchill系統(tǒng)是美國PTC公司推出的一套集成應(yīng)用軟件，用于管理產(chǎn)品和流程的整個生命周期，主要包括Windchill PDMLink、Windchill MPMLink、Windchill ProjectLink、Windchill PartsLink等模塊。

1.2 Creo Parametric

Creo是美國PTC公司于2010年10月推出的CAD設(shè)計軟件包，整合了PTC公司的參數(shù)化技術(shù)、直接建模技術(shù)和三維可視化技術(shù)。其主要應(yīng)用程序包括Creo Parametric（參數(shù)化建模模塊）、Creo View（可視化查看器）、Creo Direct（直接建模模塊）。Creo Parametric是Creo軟件的基礎(chǔ)模塊，具有強(qiáng)大的三維參數(shù)化建模功能。

Creo Parametric三維建模軟件與Windchill系統(tǒng)具有良好的兼容性，通過集成操作可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計制造。

2 協(xié)同設(shè)計環(huán)境搭建

2.1 基本環(huán)境配置

為保障印刷機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一致，基于國家標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對模型的外觀顏色、材料庫、精度、圖紙的字體形式等進(jìn)行配置。

2.2 系統(tǒng)集成界面

設(shè)計人員打開Creo Parametric客戶端，連接PLM服務(wù)，完成Creo Parametric與Windchill系統(tǒng)集成連接。在此集成環(huán)境下，設(shè)計人員可以像瀏覽網(wǎng)頁一樣，檢索、查看數(shù)據(jù)庫里的需求數(shù)據(jù)，并直接在Creo Parametric三維設(shè)計軟件界面中打開所需數(shù)據(jù)，減少了繁瑣的添加、下載、檢出等操作步驟。如圖1所示為Creo Parametric集成環(huán)境下的操作界面，通過檢入檢出數(shù)據(jù)，快速完成設(shè)計工作。

3 標(biāo)準(zhǔn)件及通用件庫構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)件及通用件庫的構(gòu)建過程相似，均包括模型建立、模型參數(shù)設(shè)置、參數(shù)屬性設(shè)置和分類屬性設(shè)置4個方面。

3.1 模型建立及參數(shù)設(shè)置

基于協(xié)同設(shè)計環(huán)境，建立標(biāo)準(zhǔn)件及通用件模型，按照規(guī)范對模型的文件名稱、公共名稱等命名。為了便于提高標(biāo)準(zhǔn)件及通用件的檢索性能及后期的報表統(tǒng)計，需對建立的模型添加相關(guān)參數(shù)。由于前期已經(jīng)建立了統(tǒng)一的建模環(huán)境，參數(shù)設(shè)定已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，建立標(biāo)準(zhǔn)件模型時，只需填寫標(biāo)準(zhǔn)件名稱（CNAME）、標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格（GBSIZE）、國標(biāo)號（CINDEX）、類型（PARTTYPE）等相關(guān)參數(shù)值即可。

3.2 參數(shù)屬性設(shè)置

模型在檢入系統(tǒng)前，要為各項參數(shù)設(shè)置類型屬性，建立對應(yīng)的映射關(guān)系。首先使用站點(diǎn)管理員身份進(jìn)入系統(tǒng)，點(diǎn)擊類型屬性管理，編輯CAD文檔及部件的屬性，按照模型參數(shù)名稱新建相應(yīng)屬性。

3.3 分類屬性設(shè)置

為提高標(biāo)準(zhǔn)件及通用件的重用度，還需對其增加分類屬性。通過使用站點(diǎn)管理員身份進(jìn)入系統(tǒng)的分類管理界面，新建“插入節(jié)點(diǎn)”，進(jìn)行分類屬性結(jié)構(gòu)編制。建立了型材的分類屬性后，需要對模型進(jìn)行屬性映射。首先檢入標(biāo)準(zhǔn)件及通用件的模型，編輯部件，添加其分類屬性值，按照之前設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)件節(jié)點(diǎn)，添加長度等分類屬性值，這時設(shè)置的模型參數(shù)及分類屬性就會映射到系統(tǒng)部件中。

4 研發(fā)流程定制開發(fā)

一個完整的業(yè)務(wù)流程需要先后經(jīng)過業(yè)務(wù)流程規(guī)劃、類型及屬性定義、工作流定義、生命周期定義以及流程的對象初始化規(guī)則定義等步驟。

4.1 業(yè)務(wù)流程規(guī)劃

梳理本企業(yè)目前施行的業(yè)務(wù)流程，去除不合理或不規(guī)范的步驟，確定最終的業(yè)務(wù)流程方案，如圖2所示為圖紙簽審業(yè)務(wù)流程圖。

設(shè)計人員完成設(shè)計后，首先可以通過郵件形式通知審閱人員進(jìn)行圖紙的預(yù)先審閱工作。完成預(yù)先審閱后，正式啟動電子簽審流程。任務(wù)活動到達(dá)校核人員，校核者接收任務(wù)，按照任務(wù)提示審閱圖紙及模型數(shù)據(jù)的可視化文件，并進(jìn)行電子化注釋說明，若校核不通過，則任務(wù)駁回至設(shè)計者。若校核通過，判斷是否需要工藝人員繼續(xù)審閱，如需要任務(wù)流轉(zhuǎn)至工藝審查節(jié)點(diǎn)，如不需要流轉(zhuǎn)至標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化人員接收任務(wù)后，按照提示完成圖紙標(biāo)準(zhǔn)化審核，進(jìn)行必要的電子化批注，任務(wù)不通過可以駁回至設(shè)計或校核節(jié)點(diǎn)，若任務(wù)通過，標(biāo)準(zhǔn)化人員判斷是否需要審定，如需要繼續(xù)走審定或批準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，不需要的話則結(jié)束本次圖紙簽審流程活動。

4.2 類型及屬性定義

固化了企業(yè)簽審流程后，下一步就是流程中的相關(guān)類型及屬性定義。使用站點(diǎn)管理員身份登錄系統(tǒng)，進(jìn)入類型和屬性管理界面，在文檔及部件類型下添加校核、標(biāo)準(zhǔn)化、審定等活動屬性，并要求名稱、內(nèi)部名稱與Creo參數(shù)設(shè)定值保持一致性。

4.3 工作流定義

流程中的類型屬性定義后，需要按照業(yè)務(wù)流程圖要求進(jìn)行其工作流模板的建立。Windchill系統(tǒng)提供了完整的圖形化模板定義工具，按照流程圖要求，通過或連接器、條件路由器、執(zhí)行表達(dá)式、方法自動機(jī)等方式連接每個校核、標(biāo)準(zhǔn)化等已分配活動節(jié)點(diǎn)。完成對這些連接器、已分配活動的屬性配置，指定活動角色、控制權(quán)限等任務(wù)操作。

4.4 生命周期定義

工作流模板建立后，需要建立其生命周期模板，設(shè)置文檔每個狀態(tài)的屬性。首先新建階段，然后為每個階段設(shè)置轉(zhuǎn)變條件、參與角色以及角色人員的訪問控制權(quán)限，同時還要關(guān)聯(lián)之前建立的圖紙簽審流程模板。

4.5 工作流進(jìn)程管理

通過工作流進(jìn)程管理可以追蹤每個流程的進(jìn)展?fàn)顩r，點(diǎn)開流程，實(shí)現(xiàn)查看該流程的角色人員、路由/處理歷史記錄、處理狀況等信息。

5 自頂向下設(shè)計及大型裝配體設(shè)計

本企業(yè)設(shè)計制造的印刷機(jī)械屬于大型印刷裝備，設(shè)計數(shù)據(jù)繁多，整機(jī)三維數(shù)據(jù)量達(dá)到10G以上，本地客戶端無法打開總裝模型，只能分單元打開部裝模型進(jìn)行檢查和設(shè)計。Windchill系統(tǒng)上線后，利用Creo軟件的自頂向下設(shè)計方法以及整機(jī)輕量化解決方案，可以輕松解決上述問題。具體實(shí)現(xiàn)過程如下。

先由產(chǎn)品經(jīng)理建立整機(jī)的骨架模型，然后把包含位置、大小等信息的子骨架發(fā)布到相關(guān)三級組件中，檢入產(chǎn)品相應(yīng)文件夾后，在Windchill系統(tǒng)中人工搭建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最后分配給團(tuán)隊成員進(jìn)行詳細(xì)部件的設(shè)計開發(fā)。分部件詳細(xì)設(shè)計完成后再檢入系統(tǒng)中，由系統(tǒng)自動生成其部件可視化模型。在客戶端利用Creo View查看總裝部件時，系統(tǒng)可根據(jù)骨架中統(tǒng)一采用的坐標(biāo)系位置自動完成分部件的可視化模型組裝。

采用Creo軟件的自頂向下設(shè)計方法，有效避免了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重復(fù)編輯，完成了設(shè)計信息的快速傳遞，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計。同時，總裝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輕量化數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)量銳減，從而大大降低了電腦的硬件配置，節(jié)約了企業(yè)生產(chǎn)成本。

6 報表定制開發(fā)

在大型印刷機(jī)械行業(yè)中，報表清單是產(chǎn)品設(shè)計制造過程中的重要數(shù)據(jù)，在零件加工、標(biāo)準(zhǔn)件采購、裝配生產(chǎn)調(diào)試以及后期的維護(hù)保養(yǎng)過程中扮演著重要角色。在Windchill系統(tǒng)與Creo集成平臺上線前，報表都是采用人工統(tǒng)計方式，不僅效率低下而且容易出錯，給企業(yè)造成了許多不必要的損失。在集成平臺上線后，基于平臺設(shè)計開發(fā)的產(chǎn)品均具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹關(guān)聯(lián)關(guān)系（EBOM），通過定制開發(fā)按照企業(yè)的報表邏輯規(guī)則要求，以關(guān)聯(lián)部件中的參數(shù)值為標(biāo)識，實(shí)現(xiàn)一鍵自動輸出企業(yè)所需的零件目錄、標(biāo)準(zhǔn)件目錄等報表，極大地提高了報表統(tǒng)計的效率及準(zhǔn)確性。

7 結(jié)語

通過在大型印刷機(jī)械制造行業(yè)中實(shí)施基于Windchill系統(tǒng)和Creo Parametric集成的產(chǎn)品全生命周期管理，一方面有效優(yōu)化了現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程，加快了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的快速流通，提升了企業(yè)的協(xié)同管理水平；另一方面大大推進(jìn)了Windchill系統(tǒng)與ERP、MES等企業(yè)信息化平臺的集成，真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)和信息的共享。

“十三五”時期是我國全面建成小康社會的決勝階段，也是我國印刷業(yè)由規(guī)模速度型轉(zhuǎn)向質(zhì)量效益型的關(guān)鍵時期，持續(xù)深入推動印刷業(yè)提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型升級，印刷機(jī)械企業(yè)要主動+互聯(lián)網(wǎng)，著力開發(fā)云平臺、智能化工廠等產(chǎn)品，以使印刷業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模定制、柔性生產(chǎn)加工、網(wǎng)絡(luò)化營銷，以模式創(chuàng)新促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)生機(jī)。今后，企業(yè)也將繼續(xù)不遺余力的探索適合大型印刷機(jī)械領(lǐng)域的信息化生產(chǎn)管理方式，以進(jìn)一步提升協(xié)同設(shè)計能力和技術(shù)創(chuàng)新水平，帶動企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、高端化、高質(zhì)量發(fā)展。

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