基于MBD的装配管理系统的应用研究

heaizhong

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基于模型的定义技术（ModelBasedDefinition，MBD）将原来定义在二维图纸上的几何形状、尺寸和公差、工艺等产品信息，集成定义在三维实体模型中。随着市场竞争的加剧和用户对产品要求的不断提高，保证产品质量、提高生产效率、降低成本、缩短生产周期等逐渐成为保证产品核心竞争力的关键，MBD技术的应用价值也越显突出。这在复杂产品设计中的应用尤为突出，以波音787飞机为代表，其研制过程全面采用了MBD技术，将三维模型作为设计制造装配过程的依据，实现了无纸化作业。国内外关于MBD技术的研究及应用取得了卓越成绩L2，已经成为各行业数字化设计制造技术发展的必然趋势。

随着制造业信息化、网络化的不断发展，信息资源成为企业重要的并且彼此之间又相互关联的一种资源。但是，许多信息资源是在不同时间建立的，在数据来源、运行平台和数据库等方面存在异构，导致原本关联的信息资源被分散，造成了彼此访问与共享困难。对于复杂产品来说，最终产品往往由很多零部件组合而成，各零部件的配合关系复杂，工艺要求多样。从实际应用分析，在装配车间内建立统一信息模型，明确各对象的信息属性和对象间交互信息的内容以及交互过程，是信息准确、及时传递的重要前提，也是构建装配车间管理系统的重要基础。因此，为了实现企业异构信息之间的统一，有必要对数据资源模型进行深入研究。

1复杂产品的MBD装配模型

1.1基于MBD的产品设计

MBD是用集成的三维实体模型来全面表达产品定义信息的方法，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD改变了传统制造过程以工程图纸为主，以三维实体模型为辅的制造方法。一般来说，产品的研制需要经历产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造和检验5个环节。随着MBD技术的发展，产品信息均体现在三维模型中，产品的设计、工艺、制造、检验等工作都在三维环境下完成，从而保证了信息来源和数据的唯一性，也减少了二维图纸与计算机系统不同步而造成数据反复录入的重复性劳动，基于MBD的产品设计流程如图1所示。



图1基于MBD的产品设计流程

1.2复杂产品的装配工艺分析

复杂产品指客户需求复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、工作环境复杂的一类产品，如航天器、汽车等L3。复杂产品或部件的装配可能由数十道工序组成，工艺方案的级数会很大。复杂产品装配线的工艺流程对产品质量起着决定性的作用，因此有必要对装配工艺的整体进行分析。

对复杂装配件整体建模时，可采用树状结构来描述各零部件的装配顺序和从属关系。根据树状结构原则，把总装配件看成“树干”，把零部件看成“分枝”，即从属于上一级树干的下级装配件。产品的装配工艺设计需要结合行业标准和产品情况综合考虑，只有这样才能制定符合企业实际的装配工艺文件。企业的装配工艺管理涵盖很多内容，如工艺制定管理、工艺路线编制及维护、工艺变动管理及工艺资源管理等。

1.3基于MBD的复杂产品装配工艺建模

产品最终质量的好坏完全取决于装配生产过程各个环节的严格把关。复杂产品更需要对整个装配生产过程进行控制，按照“产品—>部件—>零件”进行分解。因此，装配生产过程类似于树状结构，由一条装配干线（作为根节点）和若干条分支节点组成。复杂产品的总装配生产链如图2所示。装配工艺管理系统的总体结构包含产品属性信息的录入、装配零部件明细表生成、装配工艺过程卡和工序卡生成。本研究结合产品的各种制造信息，来研究MBD技术下的装配工艺建模方法，建立MBD装配工艺模型。

基于MBD的复杂产品装配工艺建模就是把整个产品分解成部件再到零件，把相关的几何信息及生产装配工艺信息添加到在NX环境中建立的三维模型中，针对这类产品建立MBD的装配模型，定义MBD数据集，将装配产品、零件等信息统一起来，以满足装配过程各个阶段的要求。工艺模块是为了更好地对产品工艺进行管理，是对装配过程参数的固化。建立工艺模块，使得工艺文件更规范、更标准。结合装配信息，参考相关MBD标准，根据装配过程工艺参数建立的复杂产品MBD装配模型如图3所示。结合VC6.0和NX/OpenAPI二次开发工具，可研究MBD装配模型的组织结构及其信息表达。



图2复杂产品的总装配生产链



图3复杂产品的MBD装配模型
管理系统

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2装配管理系统的模块实现

装配管理系统的模型创建采用VC++6.0和NX8.0二次开发平台，为满足用户的特殊要求，利用微软基础类库（MicrosoftFoundationClasses，MFC），结合NX窗口的对话框，来实现用户对装配管理系统模块的功能定制，对产品进行所需设计模型信息的录入。

运用VC++6.0开发NX8.0的一般步骤为：①打开VC++6.0，建立项目MFCAppWizardrdill，并与新建的NX二次开发文件夹的startup同文件夹；②在“项目”—>“设置”中设计所需的环境变量，并在“工具”—>“选择”中添加头文件和类库的查找目录；③制作NX菜单文件，先用TXT后缀编辑，然后改成.men文件，保存在startup文件下，与dll同文件；④在“工程项目名称”的.cpp中添加要包含的头文件（#include<uf.h>；#include<uf_exit.h>；#include<uf_ui.h>；#include<uf_mb.h>；#include“dlg.h”），在其末尾添加入口和卸载函数；并在入口函数中添加菜单注册函数UF_MBadd_actions（）；⑤在theApp中添加要实现的功能代码。

NX菜单及子菜单界面如图4所示，装配件工艺设计信息对话框如图5所示。通过产品装配结构树提取，能够在装配模型中显示活动窗口的零件装配结构，在显示信息里显示已录入零件的基本信息。装配件的整体结构设计录入对话框如图6所示。从其对话框中可以录入或修改装配件的装配顺序和装配基准等。



图4NX菜单及子菜单界面



图5工艺设计信息录入对话框



图6装配件的整体结构设计录入对话框

2.1ADO连接数据库技术

在装配管理系统中，为了实现从MBD技术获取数据信息与装配车间管理系统数据的统一结合，同样使用soLserver2008数据库，以ADO（ActiveXDataObject）连接技术作为数据库技术集成接口，将MBD装配信息模型与面向装配生产过程的车间管理系统紧密连接在一起。

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使用动态数据对象（ActivexDataObjects，AD（））连接技术的一般步骤为：①数据准备工作，即运用soLserver2008建立所需的数据库表，并为其添加相应的字段记录；②建立一个基于对话框的工程；③在stdafx.h文件中引入msad015.dll路径；④首先初始化OLE/COM库环境，在stdafx.h中运用AfxOlelnit（）函数，引入变量_ConnectionPtrm_pConnection和Recordsetm_pRecordset，然后为对话框添加相应的控件，并为其添加变量和函数来连接数据源和查询表；⑤建立与数据源的连接，利用已经创建的连接对象调用Createlnstance（）函数，创建实例，并利用Open（）函数来连接数据库（图7）；⑥与步骤⑤类似，创建记录集实例，并用Open（）函数获得记录，而后对记录进行遍历，访问记录和添加、删除、修改等。

ADO连接数据库的程序如下：

UF_MB_cbstatus_tMBD_DESIGNZP2（UF_MB_widget_twidget,UF_MB_data_tclient_dato,UF.UF_MB_activated_button_p_tbutton）

{

UF_initialize（）；

AfxOlelnit（）；

_ConnectionPtrm_pConnection；

m_pConnection.Createlnstance（_uuidof（Connection》；//（"ADODB.Connection"）；

try|

{

m_pConnection->Open（（.bstr_t）"Provider=SQLOLEDB；

Server=（local）；Database_Test；

uid=sa；pwd=sa","","",adModeUnknown）；

AfxMessageBos（"数据库连接成功"）；

}

2.2装配管理系统应用实例

应用VC++6.O对NX进行二次开发，以soLserver2008作为数据库，应用基于Java的JSP技术对装配车间管理系统模块进行开发，借助火狐浏览器对显示网页编程，作为三维建模信息的录入窗口，NX界面二次开发的菜单模块包含一级菜单“装配模型”，二级菜单“装配订单模块”、“装配件基本信息”、“装配件工艺信息”。装配件工艺信息录入界面如图7所示。信息存人数据库后，在Web浏览器中显示录入的信息。类似的产品订单信息录入也是通过数据库信息共享来录入的。装配管理系统可按照不同用途进行角色划分，使登录者以不同用户名和登录密码进入各自的系统页面。计划调度人员负责划分各车间、各部门的产品计划，生产主管负责生产计划和外购件等的审批T作以某已录入数据库的零件为例，在装配管理系统中，可打开装配工艺过程卡添加子菜单，还可为零部件添加重置的工艺信息内容等。该子菜单包含产品名称、产品代号、零部组件名称等信息。



图7产品装配件工艺信息录入界面



图8生产工人装配工艺过程

在生产工人登录页面，可以直接查看相应零件的装配工艺过程卡（图8）。相关技术人员通过制定装配工艺过程卡来指导各工序工人的作业。

在加工工艺方面，系统能实现对NX建模数据的自动读取，也能实现相应角色对不同信息的查看审批功能。但是系统功能存在一些问题，例如对装配仿真过程的导入还不能实现，系统一些角色的功能尚需完善。

3结束语

介绍了在NX平台上进行二次开发的一般过程，以及把MFC对话框融人NX二次开发的方法。通过ADO技术连接装配管理系统，与NX模型信息实现信息共享，对提高装配生产管理的效率和装配质量有重要意义，可为其他方面的NX二次开发提供参考和借鉴。但也发现系统的有些功能模块还不够完善。

chaozhou

水至清则无鱼,人至贱则无敌!

mouldking

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说的真有道理啊！

zhangwen2008

来几句吧

chenshaofeng

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谢谢楼主，好久没看到这么好的贴了