产品设计数据一体化BOM系统与Windchill系统的集成（产品一体化设计有哪些体现）

作者：高薇 成君昭 严锦伟 陈桂喜 | 来源：东风商用车技术中心

1.前言

　　某公司使用的BOM系统为自主设计、开发的信息系统，是产品数据管理及应用的基础数据平台，为全公司研发、生产、销售、采购、财务、售后服务等业务管理提供BOM数据和变更管理。

　　Windchill系统是美国PTC公司推出的一款PDM软件系统，有成熟的CAD数据管理功能和体系。在汽车产品设计过程中，某公司使用Windchill系统进行CAD协同设计、变更控制、版本控制、数据存储和交换、生命周期流程管理等基本功能。

　　某公司结合企业自身业务需求，将BOM系统与Windchill系统紧密集成，实现BOM结构数据与CAD数据在设计、评审、发布各阶段的一体化，以及CAD数据在产品全生命周期各阶段、全业务流程各部门的全面应用,提升数据质量，提高设计效率，消除产品设计数据信息孤岛。

2.名词定义介绍

　　1)BOM系统:本文中的BOM系统指某公司自主设计、开发产品数据管理系统。

　　2)Windchill:PTC公司的一款PLM系统软件，研发用其管理CAD数据。

　　3)CAD数据:本文中的CAD数据指由CAD工具设计的3D模型、2D图纸。

　　4)部件:Windchill中的信息项，没有具体内容，用来关联产品的3D数模、2D图纸。

　　5)提交BOM:Windchill系统中的客制化功能，用于将部件及其关联的3D数模、2D图纸发送给BOM系统。提交BOM后的部件、3D数模、2D图纸不可修改。

　　6)可视化数模:CAD数据经过可视化服务器转换后生成的一种3D数模轻量化数据格式，可以使用CreoView打开。

　　7)Creoview：PTC公司一款可视化软件，可以与Windchill直接集成查看轻量化数据格式。软件基础功能无需购买许可，可用于快速预览、审阅模型。

3.系统集成业务需求分析

　　3.1研发多系统数据交互需求

　　在产品研发阶段，产品结构数据、属性信息等在BOM系统编辑和管理，CAD模型设计过程及数据在Windchill系统管理，产品研发数据在设计、应用、发布管理等方面遇到以下问题：

　　1)BOM结构数据与CAD数据没有实时信息关联，各类零部件属性信息在Windchill系统、产品图纸、BOM系统内多点维护，影响数据的一致性和准确性；

　　2)设计师根据需要自行查阅各系统的数据，人工来对应产品的CAD和BOM数据；

　　3)产品的结构数据等在BOM系统签审，与之对应的CAD数据却在Windchill中签审，两个流程各自独立，影响发布效率。

　　3.2研发下游单位对CAD数据的需求

　　由于Windchill系统只在研发部门内使用，CAD数据没有实时向研发下游单位传递，产生以下问题：

　　1)制造部门无法实时获取各车型相关的产品CAD数据，产品数据表述完整性无法保证；

　　2)工厂单位没有准确的CAD数据指导零部件制造工艺和整车、总成装配，部分图纸信息表述不明确的零部件难以确定装配位置；

　　3)后市场部门开展产品包装业务无法获取产品的CAD模型包络尺寸，需要根据实体零部件测量以供包装运输参考。

4.BOM系统与Windchill集成方案

　　为了解决以上业务需求，针对BOM系统和Windchill系统进行业务功能解析，提出以下集成解决方案。

　　4.1集成业务场景

　　BOM系统与Windchill的集成业务场景集中体现在产品详细设计过程中的产品数据（零件、图纸、数模、可视化数模、产品结构等）和流程信息的交互过程。具体分为产品结构数据链接、图框信息维护、流程信息一致性、发布状态的关联等。

图1.BOM与Windchill的集成业务场景

　　4.2数据链接与信息交互

　　4.2.1数据链接

　　BOM系统中的物料号依据产品平台、系统专业等规则设定，已建立一套完整的编码体系，所有产品数据的编码和命名以BOM系统中业务规则为主。

　　设计师先在BOM系统中创建物料编码，再在Windchill系统创建编码相同的CAD数据开展详细设计。Windchill中的CAD数据去除格式尾缀后的编码与BOM系统中产品数据编码相同，并通过数据库中间表建立数据链接，各类信息在相同编码的BOM数据和CAD数据之间传递，通过在BOM系统增加记录CAD数据编码的超链接字段，可实时跳转到CAD数据详细信息页面，方便开展设计工作。

　　4.2.2产品参数、结构信息交互

　　由Windchill系统传递给BOM系统的CAD参数主要为“外廓尺寸”和“数模重量”。

　　3D数模的外廓尺寸可以给物流单位在包装、装车运输过程中提供有效的数据参考，数模外廓尺寸通过Creoview轻量化工具计算获取。Creoview将不同格式的原始CAD数据可视化转换为统一的PVZ、PVS轻量化格式数据，并计算他们的包络。

图2.模型包络

　　数模重量通过CAD设计工具基于数模材料、密度、模型结构和几何参数计算得出。

　　外廓尺寸和数模重量在数模检入Windchill系统时一并记录在系统的对应字段，并通过Windchill系统数据链接传输给BOM系统。BOM系统将这些参数值随产品文件下发给相关单位。

　　产品的BOM结构和CAD模型结构分别在两个系统存储，原本需要人工比对结构的差异性。集成后Windchill系统将CAD结构数据传递至BOM系统，用户可以借用已有的CAD模型树结构同步复制搭建BOM结构，也可以实时比对两种结构差异，提升工作效率的同时也提升了产品数据的准确性。

　　4.3产品文件、数据的集成发布

　　4.3.1集成流程

　　系统集成前，产品数据结构、配套文件等在BOM系统中签审发布，CAD数据在Windchill系统签审发布后，再把Windchill的图纸人工下载、上传至BOM系统的配套文件，一套产品数据要走两个签审流程，数据的交互依靠人为处理。

　　系统集成后，CAD数据无需额外在Windchill里执行签审。CAD数据信息在Windchill系统中执行客制化的“提交BOM”操作后，将CAD数据中的图纸和轻量化数模传递给BOM系统。同时，由BOM系统中产品文件关联相同编码项目号的签审流程，将状态同步给Windchill中同号的部件和CAD数据。

　　BOM系统中每一份产品文件记录当前项目号对应的CAD数据编码和版本。研发外单位没有Windchill系统，但有获取CAD数据的需求时，将BOM系统与其他系统建接口，依据产品文件记录的编码和版本，从Windchill抓取对应的CAD数据，直接或经过数据处理后传递给指定的系统路径。

　　4.3.2可视化数模的应用

　　BOM系统的产品文件在签审流程中，签审环节的每一个审批人可查看文件关联的轻量化数模。查看轻量化数模使用Creoview工具，不占用CAD设计工具的license。

　　轻量化数模随产品文件一并下发至制造单位。制造单位只需安装Creoview插件，即可在BOM系统中打开产品文件的同时预览轻量化模型，帮助指导装配。

　　4.3.3数字化图框的开发与实施

　　图框是工程师设计、发布图纸和产品文件工作中必须编辑的数据项。图框中包括产品属性信息、变更发布信息和签审信息。传统做法这些信息是由设计师使用CAD工具绘制2D图纸时手工编辑填写。

　　系统集成后，梳理图框每个信息栏的数据源，分解各类信息要素及影响参数，通过智能计算，实现图框信息在产品图纸指定区域自动生成及数字化发布，确保产品属性、参数信息一源性，提升了产品设计、发布效率。

5.BOM系统、Windchill与3DE-DELMIA的集成

　　制造部门已实施达索的DELMIA系统用于三维工艺评审和三维过程设计，以获取CAD数据。BOM系统作为与其他领域信息系统集成的主要数据源头，一方面制造部门可以通过M-BOM系统直接查看轻量化模型，另一方面，DELMIA与BOM系统已实施集成，制造部门可依据BOM系统记录的CAD数据编码、版本获取原格式CAD数据。

　　依据DELMIA系统推送的车型数据，BOM系统将整个产品数据结构和CAD数据编码、版本号生成表单，Windchill系统依据该表单将所有CAD数据推送给格式转换服务器，整体转化为CGR数据，最终将CGR数据传递给DELMIA系统。

图3. BOM系统、Windchill与3DE-DELMIA的集成

6.总结

　　系统集成实施后，功能覆盖研发所有设计部门的设计、查询、文件发布等工作。衍生数据贯穿产品全生命周期，涵盖制造、采购、销售、后市场等部门。

　　企业实施PDM系统，传统方式是推行一整套大型PDM系统，费用较高且实施难度较大，系统功能不一定完全适用于业务需求。企业在已有IT系统资源的基础上，开展各类客制化功能开发和集成也是另一种可行方式。本项目通过客制化开发，实现BOM系统与PDM系统紧密集成，达到了企业数据统一，拓展应用，提高效率的目的。客制化开发要求系统管理员对业务需求、应用场景、流程规则、系统功能等有深度了解，并熟悉IT技术，这样才能保证开发的新功能适用于企业环境，并助力产品设计协同，提升设计效率。