工裝是生產技術準備中的重要組成部分，工裝設計的效率將直接影響到產品研發的速度與快速響應能力。目前，一般的工裝設計基本上都是通過傳遞和處理傳統的紙張單據來實現的，而且都是串行流程，效率低下。對于小批量的生產，還可以應付，但隨著生產批量的增加，這種設計流程已經不能滿足產品快速開發設計的要求。同時，工裝電子圖紙管理主要依靠文件夾目錄式的管理，手段比較落后，查找效率低下，而且管理比較混亂，不利于工裝電子圖檔的查詢、匯總、更改等實際工作的需要。所以這就需要由一套軟件系統來管理整個工裝設計流程，以便能夠以最快的速度應對出現的設計任務和設計要求。流程管理還可以使工裝設計流程更加直觀，隨時監控任務狀態，方便查詢任務量。通過科學的信息管理，提高工裝設計效率。

1、基于PDM的系統功能設計

1.1系統功能設計

PDM原型系統以網絡環境下的分布式數據處理技術為支撐，采用客戶機/服務器體系結構和面向對象的設計方法，為開發網絡和數據操作接口模塊提供底層服務與支持，并提供產品數據組織與管理功能及用戶前端軟件工具集，實現產品全生命周期的信息管理，協調控制工作流程和項目進展，在企業范圍內建立一個并行化的產品開發協作環境。

PDM系統的體系結構分為4層:第1層是系統支持層。以目前流行的關系型數據庫為PDM系統的支持平臺，通過關系數據庫提供的增、刪、改、查等數據操作功能支持PDM系統對象在底層數據庫的管理。第2層是對象管理層。由于商用關系型數據庫側重管理事務性數據，不能滿足產品數據動態變化的管理要求。因此，在PDM系統中，采用若干個二維關系表格來描述產品數據的動態變化，實現面向產品對象管理的要求。第3層是功能模塊層。涉及PDM系統軟件的核心功能，一類是基本功能模塊，包括電子倉庫和文檔管理、產品結構和配置管理、工作流程管理、項目管理等;另一類是系統管理模塊，包括系統管理、集成工具和用戶管理。系統管理主要是針對系統管理員如何維護系統，確保數據安全與正常運行的功能模塊，其中電子倉庫和文檔管理是PDM的核心模塊，其他模塊的信息存取都要通過它來實現。第4層是用戶界面層。它除了向用戶提供標準的、不同硬件平臺上的人機界面外，還要提供開發用戶化人機界面的工具，以滿足各類用戶的特殊要求。它是實現PDM各種功能的手段、媒介，位于整個體系的最上層。

根據PDM系統的體系結構及其功能模塊，再結合本系統的要求，將系統主要分為5個功能:工裝設計流程管理功能、工裝圖檔管理功能、工裝設計接口、報表打印功能和用戶管理功能等。

1.2設計流程的體系結構

工裝設計流程管理負責工裝設計流程的定義、執行和管理，使工裝設計按照預先定義好的流程進行。圖1給出了基于工作流技術的工裝設計流程的體系結構圖。此體系結構包含了流程過程的定義、流程控制引擎、流程數據和應用程序功能等三部分。其中流程定義包括定義流程的操作步驟、操作順序、傳遞提交約束條件等;流程控制引擎是設計流程的核心，是定義的流程的實現部分，負責流程操作的執行調度;流程數據包括流程單據的數據、進度狀態信息、操作日志等;外部應用程序功能是指其它模塊中的應用程序，它為流程子系統與其他子系統交互提供一個接口，增強系統的柔性。

圖1

2基于產品型號的工裝圖檔管理體系結構

2.1圖檔管理體系結構

PDM技術主要應用于產品開發過程的3個領域:設計圖紙和電子文檔的管理;自動化工程更改的管理;材料清單的管理。在企業信息化工程中，產品數字化及其管理是必需的。圍繞產品的相關信息都需要數字化并保存在數據庫中，同時也要很好地管理，在需要時能夠很方便地瀏覽查詢，并在企業內共享使用。所以圖檔的管理是本系統的一個重要部分，可以有效地提高工裝設計的效率和管理的規范性。本系統的工裝圖檔管理采用基于產品型號的管理模式，圖檔的人庫和圖檔的匯總，按照圖檔的所屬型號歸類。圖檔管理子系統采用分布式結構，其體系結構如圖2所示。其中，版本信息歸屬于工裝圖檔，工裝圖檔歸屬于工裝信息，而工裝信息又按照產品型號分類，所以整個圖檔管理是基于產品型號的管理模式。

圖2

2.2圖檔管理類圖

圖檔管理流程包括工裝管理類、工裝類、圖檔類、圖檔數據結構定義類和兩個數據庫表訪問類，一個工裝管理類代表了所有的工裝。由于圖檔屬于工裝，所以工裝類可繼承自圖檔類，另外圖檔有父子關系，一張裝配圖還包括部件圖和零件圖，部件圖又可以再分，所以圖檔類和圖檔類之間有一種聚合關系，在設計時由圖檔類中的Protected屬性的“圖檔列表”成員實現，它是TList類型，用于記錄子圖檔類的實例的指針。圖檔管理的類圖如圖3所示。

 
圖3

2.3報表信息組成

由于本系統是一個信息化系統，很多地方都要用到信息輸出，需要輸出的信息有:各種任務單據信息及其列表、工裝信息及其列表、工裝總圖明細表、管理日志、工作量查詢統計表等。信息輸出的主要形式是報表打印和導出數據到Excel中，主要以打印為主，導出到Excd可通過調用訪問Excel的DLL函數來實現。對于報表打印，如果每一種報表都編一段程序就太繁瑣，而且不便于維護，所以設計開發了一個用戶可自定義的通用報表打印子系統，而且它還可以提供給其他系統使用。

通過對各種不同的報表實例的分析，總結出報表都是由許多個“表格項”組成，一個“表格項”包括:一個標題單元格和多個“表格值”單元格，為了便于管理，可再定義由多個“表格項”共同組成的“表格項組”。

3、結論

本文基于PDM的體系結構，按照PDM的思想確定工裝設計與管理系統的功能，給出基于工作流的工裝設計流程管理的體系結構，設計基于產品型號的工裝圖檔管理的體系結構，并分析圖檔管理的類圖模型。實踐表明，該設計思路合理、可靠，極大地提高工裝設計的效率。