Auto CAD與PDM信息集成技術(shù)方案研究和實(shí)現(xiàn)

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目前很多企業(yè)使用各種軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、加工制造、供應(yīng)管理、銷售管理和質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息鏈的先進(jìn)管理。但是如何在這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、工藝設(shè)計(jì)(CAPP)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、企業(yè)資源計(jì)劃(廈門(mén)OA)等軟件平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)信息集成，一直是企業(yè)構(gòu)建全面信息化管理系統(tǒng)所關(guān)心的核心問(wèn)題。

1 Auto CAD開(kāi)發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)

許多制造企業(yè)使用了Auto CAD作為輔助設(shè)計(jì)的主導(dǎo)軟件，如何進(jìn)一步發(fā)揮Auto CAD的功能，建立與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，使之與產(chǎn)品設(shè)計(jì)有關(guān)的數(shù)據(jù)信息能為PDM系統(tǒng)方便、快捷、準(zhǔn)確地獲得，是Auto CAD系統(tǒng)高級(jí)開(kāi)發(fā)的重要任務(wù)。

1．1 Auto CAD編程接口

Auto CAD提供了應(yīng)用程序編程接口(API)，開(kāi)發(fā)人員可用此接口控制圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)。所使用的接口類型由應(yīng)用程序的需要決定。

1)ActiveX Automation：是Microsoft基于部件對(duì)象模型(COM)體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)?？梢杂脕?lái)自定義Auto CAD，與其他應(yīng)用程序共享圖形數(shù)據(jù)并自動(dòng)完成任務(wù)。

2)Auto CAD VBA：是一個(gè)基于對(duì)象的編程環(huán)境，能提供豐富的開(kāi)發(fā)功能。VBA和VB(Visual Basic 6)的主要區(qū)別在于：VBA與Auto CAD在同一進(jìn)程空間運(yùn)行，提供具有Auto CAD智能的、快速的編程環(huán)境。

3)Auto LISP和Visual LISP：是基于功能強(qiáng)大的LISP的編程語(yǔ)言。由于Auto CAD內(nèi)置了LISP解釋器，可以在命令行中輸入Auto LISP代碼，或從外部文件中加載Auto LISP代碼。VISual LISP(VLISP)是為加速Auto LISP程序開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的軟件工具。

在Auto CAD中使用ActiveX接口具有下列兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)可以在多種編程環(huán)境中編程訪問(wèn)Auto CAD圖形。在ActiveX Automation出現(xiàn)之前，開(kāi)發(fā)者只能用Auto LISP或C++接口訪問(wèn)Auto CAD圖形。(2)更易于與其他Windows應(yīng)用程序(例如Microsoft Excel和Microsoft Word)共享數(shù)據(jù)。

1．2 用Auto CAD VBA開(kāi)發(fā)程序

VBA通過(guò)Auto CAD、ActiveX Automation接口向Auto CAD發(fā)送信息。Auto CAD VBA允許Visual Bas．ic環(huán)境與Auto CAD同時(shí)運(yùn)行，并通過(guò)ActiveX Auto—mation接口提供對(duì)Auto CAD的編程控制。這樣就把Auto CAD、ActiveX Automation和VBA緊密連結(jié)在一起，提供一個(gè)非常強(qiáng)大的接口。它不僅能控制AutoCAD對(duì)象，也能向其他應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)或從中提取數(shù)據(jù)。

把VBA集成到Auto CAD，為自定義Auto CAD提供了一種易于使用的可視化T具。例如，用戶可以創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用程序，用于自動(dòng)提取屬性信息，把結(jié)果直接插入Excel電子數(shù)據(jù)表或其他數(shù)據(jù)庫(kù)中，可執(zhí)行所需的任意數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

事實(shí)上Auto CAD具有非常完善的二次開(kāi)發(fā)功能，它提供了應(yīng)用程序編程接口(API)，多種應(yīng)用程序可通過(guò)該接口控制圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)，并可從用作Auto．mation控制程序的任何應(yīng)用程序中創(chuàng)建和操縱AutoCAD對(duì)象。Automation使編制跨應(yīng)用程序執(zhí)行的宏成為現(xiàn)實(shí)。

1．3 產(chǎn)品零/部件編碼的設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品及零/部件信息準(zhǔn)確、方便識(shí)別的編碼處理，是實(shí)現(xiàn)CAD與PDM信息集成的基礎(chǔ)。產(chǎn)品零件編碼設(shè)計(jì)原則應(yīng)使編碼有利于PDM生成產(chǎn)品的各種BOM，便于CAPP等系統(tǒng)繼承設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)制造。

因此，零/部件編碼既要考慮便于工程人員理解和使用，符合規(guī)范，又要充分、準(zhǔn)確地描述PDM所要求的信息。對(duì)要求反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系的，應(yīng)該采用樹(shù)式結(jié)構(gòu)，它反映產(chǎn)品的邏輯隸屬關(guān)系，可以自動(dòng)集成CAD與PDM產(chǎn)品信息的零/部件編碼。而對(duì)于生成各種物料清單(BOM)的影部件編碼，則應(yīng)結(jié)合成組技術(shù)，采用分類編碼方式。代碼的結(jié)構(gòu)一般采用鏈?zhǔn)脚c樹(shù)式的混合結(jié)構(gòu)。

在CAD與PDM信息集成的系統(tǒng)中，要求產(chǎn)品影部件編碼既要有反映產(chǎn)品邏輯結(jié)構(gòu)的信息，又要有反映零部件特征的信息。這樣的產(chǎn)品編碼位數(shù)較多，而不同的用途僅需要編碼的部分位數(shù)信息。為方便使用，可以將零/部件編碼拆分成兩個(gè)編碼項(xiàng)，一項(xiàng)是零/部件邏輯關(guān)系編碼，即代號(hào)編碼，另一項(xiàng)是零/部件幾何物理特性編碼，即特征編碼。代號(hào)編碼采用樹(shù)式結(jié)構(gòu)(分級(jí)結(jié)構(gòu))，而特征編碼采用鏈?zhǔn)脚c樹(shù)式的混合結(jié)構(gòu)。無(wú)論是代號(hào)編碼還是特征編碼，都應(yīng)采用分段編碼的方式。同一零/部件兩種編碼是一對(duì)一的關(guān)聯(lián)。不同的企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的實(shí)際需要來(lái)制定產(chǎn)品編碼規(guī)則，也可以借鑒國(guó)內(nèi)外通用的編碼標(biāo)準(zhǔn)資料，并結(jié)合成組技術(shù)(GT)來(lái)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)編碼。

1．4 圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)信息交換

Auto CAD圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)交換是實(shí)現(xiàn)Auto CAD與PDM系統(tǒng)信息集成的前提。Auto CAD圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換可以有兩種形式：一種是屬性鏈接方式；一種是新數(shù)據(jù)鏈接方式，即建立鏈接樣板。對(duì)于Auto CAD與PDM系統(tǒng)的集成要求而言，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖樣中諸如標(biāo)題欄、明細(xì)欄等有關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞至Auto CAD系統(tǒng)之外的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之中，盡量不再需要人為地二次建立數(shù)據(jù)庫(kù)和輸入數(shù)據(jù)。鑒于上述原因，采用屬性鏈接方式更為靈活便利，符合工程設(shè)計(jì)人員的要求。

1)Auto CAD與數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接：Auto CAD內(nèi)嵌VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)編程操作Automation對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)Auto CAD的操作，VBA工程中的宏(macro)與Auto CAD其他操作在同一進(jìn)程中完成對(duì)圖形的操作。與此同時(shí)VBA可以與VB一樣跨應(yīng)用程序操作數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)配置DB Engine數(shù)據(jù)庫(kù)引擎(Jet)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接操作。

2)屬性定義與提?。簞?chuàng)建標(biāo)題欄、明細(xì)欄圖形塊(BLOCK)，將零/部件代號(hào)、編碼、名稱和材料等信息設(shè)定為相應(yīng)圖塊的屬性值。屬性定義和屬性提取均由VBA程序創(chuàng)建，過(guò)程如下：

(1)屬性定義：完成屬性圖形塊創(chuàng)建，包含標(biāo)題欄、明細(xì)欄所有信息的屬性設(shè)定。

(2)標(biāo)題欄、明細(xì)欄信息添加：實(shí)現(xiàn)屬性圖塊調(diào)用，屬性值添加，圖塊插入等操作。

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)操作：自動(dòng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)文件，建立數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)字段，并在新記錄添加過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)、表以及對(duì)應(yīng)記錄進(jìn)行判別和反饋，防止記錄重復(fù)和遺漏。

(4)屬性提?。喝〕雒麍D塊的各項(xiàng)屬性值，添加至數(shù)據(jù)庫(kù)，成為數(shù)據(jù)表中的對(duì)應(yīng)記錄。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖中基本設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品及其影部件等基本設(shè)計(jì)信息的處理，能夠體現(xiàn)m組成產(chǎn)品的各項(xiàng)基本狀況。1)體現(xiàn)產(chǎn)品邏輯結(jié)構(gòu)——產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。一個(gè)產(chǎn)品及其零/部件的代號(hào)編碼可以建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的邏輯組成。它是PDM的重要內(nèi)容。2)體現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品所有材料的組成、零/部件種類和數(shù)量，即材料清單(BOM)。3)體現(xiàn)設(shè)計(jì)簽名、設(shè)計(jì)審批等資料信息的管理，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理提供設(shè)計(jì)流程信息。4)體現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)信息。與CAPP信息集成，為計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)提供了可直接利用的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)信息。

總之，產(chǎn)品基本設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)建立，為PDM和CAPP提供了信息集成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，是CAD/CAPP/PDM信息集成的重要環(huán)節(jié)。

2．1標(biāo)題欄、明細(xì)欄詹眭圖塊的建立

1)創(chuàng)建圖塊：制作標(biāo)題欄、明細(xì)欄圖塊可以采用交互式繪圖的方式，也可以采用編程的方式實(shí)現(xiàn)。

2)屬性定義：標(biāo)題欄圖塊定義的屬性值有零件代號(hào)、零件名稱、零件編碼、材料、總量、繪圖比例與圖幅信息，還有用于設(shè)計(jì)批簽的設(shè)計(jì)員與日期、審核員與日期、工藝審核與日期、標(biāo)準(zhǔn)化與日期和批準(zhǔn)與日期。明細(xì)欄定義的屬性值有代號(hào)、名稱、材料、數(shù)量和屬性。

3)輸出塊圖形文件：定義好的屬性圖塊應(yīng)作為全局塊輸出圖形文件，并將其保存于特定的路徑與文件夾。

2．2產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖中編輯標(biāo)題欄與明細(xì)欄

產(chǎn)品圖樣設(shè)計(jì)過(guò)程中要編輯標(biāo)題欄、明細(xì)欄信息，這一過(guò)程就是圖形文件的屬性添加過(guò)程。添加屬性的方法有多種多樣，如何以最合適的方式進(jìn)行編輯、符合工程設(shè)計(jì)人員的操作習(xí)慣等要求都是保證數(shù)據(jù)正確性必須考慮的兇素。Auto CAD VBA是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，可以通過(guò)運(yùn)行VBA窗體模塊程序，完成對(duì)標(biāo)題欄與明細(xì)欄的屬性添加工作。

2．3標(biāo)題欄、明細(xì)欄信息數(shù)據(jù)提取與建庫(kù)

圖檔中標(biāo)題欄、明細(xì)欄屬性的提取有兩種方式，一種是在編輯標(biāo)題欄、明細(xì)欄的同時(shí)，將其屬性值添加到數(shù)據(jù)表的記錄中，如果修改標(biāo)題欄或明細(xì)表，那么程序同時(shí)修改數(shù)據(jù)表記錄；另一種是標(biāo)題欄、明細(xì)表編輯完成后，執(zhí)行便利圖檔中插入的具有特定名稱的圖塊，將屬性一一取出，追加至數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3 通過(guò)VBA應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息集成

Auto CAD VBA工程是在VBA集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(VBA IDE)下創(chuàng)建編輯的。VBA工程可以是內(nèi)嵌VBA工程，也可以是獨(dú)立的全局VBA工程。全局VBA工程具有比較多的功能，可以在Auto CAD圖形中運(yùn)行，也可以在工程中打開(kāi)和關(guān)閉Auto CAD圖形。全局工程比較容易和其他用戶共享，而且可以制作共享的宏資源庫(kù)，當(dāng)使用VBA開(kāi)發(fā)通用應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)將其保存為全局工程。全局工程不會(huì)自動(dòng)加載，必須單獨(dú)加載該丁程，才能執(zhí)行其中的宏。

Auto CAD VBA工程可以采用Auto CAD界面菜單或命令(VBALOAD)方式加載，也可以采用通過(guò)編程控制方式加載。比較通用的方式是制作啟動(dòng)菜單文件，利用菜單控制加載各種VBA應(yīng)用程序，并執(zhí)行VBA工程中的宏。創(chuàng)建和編輯下拉菜單群組，通常可以利用Auto LISP語(yǔ)言編輯原Auto CAD文件，也可以采用VBA開(kāi)發(fā)新的菜單群組文件，并將VBA工程中的宏在Auto CAD啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行即可。

4 結(jié)語(yǔ)

Auto CAD VBA作為Auto CAD的二次開(kāi)發(fā)工具，可以與Auto CAD圖形操作同進(jìn)程運(yùn)行，通過(guò)ActiveXAutomation可以操縱幾乎所有Auto CAD對(duì)象。同時(shí)它具有大多數(shù)的VB語(yǔ)言功能，可以操縱各種數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)編程操作，從而能夠在Auto CAD系統(tǒng)中跨應(yīng)用程序操作數(shù)據(jù)庫(kù)，與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)VBA與Auto LISP程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)合運(yùn)用使得開(kāi)發(fā)Auto CAD與PDM集成接口變得更加便捷。這種集成Auto CAD與PDM的開(kāi)發(fā)方式是實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化系統(tǒng)技術(shù)集成的有效模式，非常適用于中小型機(jī)械制造企業(yè)信息化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。（萬(wàn)方數(shù)據(jù)）