基于UG的产品信息集成管理研究11273.docx

基于UG的产品信息集成管理研究提出在三维维CAD(UG)环环境下，采采用面向对对象编程语语言C+，综合应应用UG/Openn APII和Oraacle网网络数据库库技术，实实现产品设设计信息的的提取、数数据统一集集成管理。分分析了产品品数据结构构，提出零零件信息EER模型，以以DLL方方式与UGG交互，深深度搜索遍遍历产品装装配结构并并提取零部部件设计信信息，开发发了基于CC/S结构构的产品数数据集成管管理系统。1 前言      计算机集集成制造（CCIM）的的实质是产产品设计、工工艺规划、生生产制造等等应用阶段段信息流的的传递作用用过程。信信息是与设设计、制造造等过程有有着本质联联系的基本本元素，其其集成管理理是整个过过程都予以以关注的核核心任务。产产品设计信信息的获取取是CIMMS系统的的首要环节节，是当前前遏制制造造业信息化化进程的“瓶瓶颈”之一一。特征造造型技术将将产品的几几何信息和和非几何信信息汇集到到产品定义义中，不仅仅能表达产产品的几何何形状，而而且同时表表达了产品品的制造要要求，在较较高层次上上体现了设设计者的意意图1。但是在在CAD环环境下图形形数据为非非结构化数数据，无法法被后续系系统直接使使用。国内内外学者对对零件信息息模型的定定义和信息息集成进行行了大量的的研究。基基于中性文文件STEEP、IGGES、PPDES标标准的信息息集成方法法277，在异异构三维CCAD系统统的信息流流通上，以以其较好的的通用性占占有一定的的优势。但但中性文件件在信息传传输过程中中必须进行行语法分析析和语义检检查，数据据段的提取取和预处理理方式较为为麻烦。根根据PDEES标准从从设计领域域进行特征征定义，其其设计特征征库的定义义存在一定定局限性，且且系统开发发难度大。本本文提出在在UG CCAD环境境下，综合合应用UGG/Opeen APPI函数和和Oraccle网络络数据库技技术，实现现产品设计计信息的提提取、数据据统一集成成管理。    22 系统总总体结构    随随着网络制制造技术的的发展，企企业不仅要要考虑自身身内部信息息共享，还还要考虑与与外部环境境集成，企企业与企业业之间实现现信息交流流与共享，从从而实现制制造资源的的重组，获获得更大效效益。支持持分布式网网络制造和和网络企业业联盟的产产品信息管管理系统将将成为重要要的发展趋趋势。企业业内部的产产品设计、工工艺设计、加加工制造、生生产管理等等多个环节节、多个部部门要求协协同工作，共共享信息。应应用网络技技术构建一一个分布式式操作和数数据库管理理为一体的的企业内部部网，有利利于企业各各部门之间间实现数据据和资源共共享。    OOraclle是企业业级的关系系型数据库库系统88，具有有很强的联联机事务处处理能力，包包括分布式式查询、多多点更新、远远程调用等等，非常适适合联盟企企业生产信信息数据库库的分布式式处理，支支持用户自自定义数据据类型的存存储，具有有较好的数数据安全管管理能力。OOraclle支持客客户机/服服务器工作作方式，客客户端负责责处理用户户界面和企企业应用逻逻辑；服务务器端负责责处理数据据存储、检检索和管理理数据库等等。本系统统的客户端端将UG设设计环境中中的产品信信息通过AAPI函数数提取，经经数据库开开发接口和和网络传输输，存储到到服务器统统一数据库库中。系统统总体结构构如图1。    33 关键技技术实现    33.1 零零件信息的的E-R模模型与数据据存储    计计算机抽象象表达客观观事物首先先必须进行行数据模型型化处理，映映射在模型型中的信息息是对真实实零件信息息的一种收收集和抽象象，以便于于计算机处处理的形式式存储。从从客观世界界到计算机机形式语言言的过渡需需要建立概概念模型。对对零件进行行概念设计计得到零件件信息模型型的典型方方法是实体体属性联系系方法(EEntitty-Atttribbute-Relaationnshipp)(或EE-R模型型)8。E-RR模型包括括实体、属属性和联系系三大要素素，是研究究零件组成成要素及其其关系的有有效方法。零件由许多形面要素构成，一个零件与多个特征形成1:n的构成关系，特征与特征之间形成不确定的位置和基准关系。划分实体和属性，确定实体间的关系是建立E-R模型的核心问题。根据E-R方法，将零件图号，零件名称、零件类型、毛坯类型、零件材料、最大径向尺寸和最大轴向尺寸，生产批量等作为实体零件的总体属性。而特征实体要素的属性主要有尺寸及公差，表面粗糙度，形状公差、位置公差等，如图2。    EE-R模型型属于概念念结构，为为了在关系系数据库管管理系统中中进行零件件信息存储储和管理，还还必须将概概念结构转转变为关系系数据模型型的逻辑结结构。关系系数据模型型的基本思思想是在二二维表中表表示实体、实实体属性以以及实体与与实体之间间的关系。对对于实体，转转化为一个个关系模式式，即一个个二维表，实实体属性转转化为二维维表中的列列字段。    33.2 动动态链接库库的加载    UUG/ OOpen API所所开发的应应用程序可可以在两种种不同的环环境下运行行：Intternaal和Exxternnal99。对于于在Intternaal环境下下的程序只只能在UGG Sesssionn下运行，其其入口函数数是ufuusr或uufstaa。所以只只要在用户户应用程序序中加入任任何一个入入口函数就就可以实现现与UG进进程交互。同同时UG OPENN MennuScrript提提供修改UUG菜单的的脚本语言言，比如添添加、删除除、定制菜菜单等，开开发者可以以使用该语语言修改菜菜单响应行行为，ACCTIONNS可以是是宏（.mmacroo）、C或或C+程程序（.sso,.ssl,.ddll）、GGRIP程程序（.ggrx）和和UTD（.utd）。通通过加载不不同的动态态链接库来来修改响应应行为，即即实现了不不同用户应应用的加载载。    创创建编辑UUG主菜单单和下拉菜菜单以及工工具条的方方法有两种种：一是通通过编辑MMenu文文件添加和和修改菜单单项；二是是开发C应应用程序调调用MennuScrript API函函数和子程程序开发定定制菜单选选项。其不不同之处在在于：前者者是通过语语法“ACCTIONNS”指定定菜单响应应行为，可可为APII程序、GGRIP程程序、UTTD文件，使使用简单灵灵活；后者者是通过AAPI函数数UF_MMB_addd_acctionns注册回回调函数，适适合相应模模块应用功功能扩展。    本本文在Innternnal环境境下将入口口函数uffusr加加入VC+工程，开开发了信息息提取应用用程序，建建立了动态态链接库。并并借助于文文本编辑器器，编辑菜菜单脚本文文件，以（*.menn）格式存存放于$UUGII_USERR_DIRRappplicaationn目录下，从从而实现了了动态链接接库的加载载过程。3.3 设设计信息获获取界面的的开发    一一般情况下下，UG/Openn APII使用界面面开发工具具UISttylerr来开发应应用程序界界面9。UISStyleer是一种种可视化开开发工具，提提供Labbel、BBitmaap、Sttringg、Opttion Menuu、Buttton等等控件，可可与Mennuscrript菜菜单脚本文文件结合定定制用户菜菜单和界面面。它直接接通过acctionns的方式式被UG调调用，从而而将用户应应用和UGG应用完全全融合。与与流行的WWindoows应用用程序开发发工具相比比，UISStyleer提供的的控件较少少，功能有有限，如树树型控件、列列表控件、视视图类窗口口等在UIIStyller中无无法实现。要要创建复杂杂的应用程程序界面，需需在VC+环境下下使用基础础类库MFFC来实现现。    基基础类库MMFC是CC+的编编程接口，而而UG/OOpen API所所使用的是是标准C，因因此在UGG/Opeen APPI应用中中不能直接接使用MFFC类库。但但是如果在在基于MFFC的VCC+用户户应用工程程中加入UUG/Oppen AAPI所使使用的库函函数和头文文件则能正正确通过编编译，生成成动态链接接库。例如如，在用户户工程中加加入UG的的两个库文文件libbufunn.libb libbugoppeninnt.liib（这两两个文件位位于UG安安装目录的的UG OOPEN子子目录中），并并加入以下下语句即可可调用基于于MFC的的非模态用用户对话框框（对话框框的属性必必须为Viisiblle）。        AAFX_MMANAGGE_STTATE(AfxGGetSttaticcModuuleSttate();     CgettinfoorDlgg * ddlg = neww CgeetinfforDllg();      dlgg->Crreatee(IDDD_DIAALOG11);    用用这种方法法显示的对对话框可按按用户要求求保留在UUG界面层层，并且采采用加锁和和解锁机制制可与UGG进程交互互。    33.4 数数据库开发发技术    AADO（AActivveX DData Objeect）是是基于OLLE DBB的数据库库应用程序序开发接口口，可以访访问Acccess、SSQL SServeer、Orraclee等数据库库。使用AADO技术术开发数据据库应用程程序有两种种途径： ActiiveX控控件，ADDO对象。使使用ActtiveXX控件访问问数据库，对对程序控制制相对较弱弱，效率比比较低；直直接使用AADO对象象来访问，则则可以灵活活地控制应应用程序。AADO保留留了MFCC/ODBBC、DAAO的特性性，其类的的定义是作作为一种资资源存储在在ADO DLL中中，使用AADO前必必须引入AADO库文文件，其引引入方法是是在MFCC ApppWizaard工程程模版生成成的标准文文件stddafx.h头文件件里加入以以下语句（其其中msaado155.dlll的具体位位置根据系系统路径确确定）。  #immportt "c:proogramm fillesccommoon     fillesssysteemaddomssado115.dlll"     no_nnamesspacee     rrenamme("EEOF","adooEOF"")    由由于ADOO是一组CCOM动态态库，所以以程序在调调用ADOO前必须初初始化OLLE/COOM库环境境，在应用用最后应该该关闭连接接，释放对对象。ADDO库包含含3个接口口指针：_ConnnectPPtr,_RecoordseetPtrr和_CoommanndPtrr。在需要要使用多个个记录集时时，最好使使用已经创创建数据连连接的全局局_ConnnecttPtr接接口指针，提提高数据库库连接创建建的效率，然然后使用_RecoordseetPtrr或_CoommanndPtrr接口指针针执行存储储过程和SSQL语句句。使用该该方法可以以灵活实现现对异构数数据库的处处理，程序序中可以使使用多种数数据库，如如ACCEESS、MMicroosoftt SQLL、Oraacle等等任何支持持ODBCC的数据源源。在orraclee中，配置置好ODBBC数据源源和驱动程程序后，通通过创建_ConnnectPPtr实例例，可指向向并打开该该数据源。其其连接语句句为：    mm_pCoonnecctionn->Oppen(""DSN=ORADDB;UIID=syystemm;PWDD=mannagerr;",""",""",adMModeUUnknoown)    其其中ORAADB为在在oraccle中以以用户名ssysteem和密码码manaager创创建的数据据源名称。    在在建立与OOraclle的连接接之后，创创建记录集集，利用SSQL语句句将产品信信息存储到到统一数据据库。    33.5 产产品装配结结构的遍历历    树树型结构是是产品数据据在界面上上的表现形形式，这种种产品数据据结构来源源于产品结结构的遍历历。在UGG的装配模模型中以树树型结构组组织装配组组件和零件件，该模型型对应的是是造型设计计信息。一一个部件文文件中只有有一个装配配树根，是是遍历的起起点。装配配中，组件件和子组件件之间的关关系是利用用实例Innstannce标记记的，且是是唯一的，所所以访问每每个实例IInstaance就就能得到对对应的一次次关联。在在进行产品品结构遍历历前先进行行产品结构构分析。    产产品结构根根据产品开开发不同而而具有不确确定性，深深度层次和和同一层次次的数量都都是未知的的。具有这这样的层次次特点：与与产品平行行的节点是是其他产品品，产品的的子节点可可是零件或或者部件，零零件的子节节点是特征征，而部件件的子节点点还可以是是零件或者者部件，同同一个零件件或者部件件可以同时时出现在同同一产品的的不同部件件下，不同同产品也可可以有完全全相同的零零部件（如如图3）。可可见产品结结构是非线线性结构，不不能以简单单的数据链链来表示，且且具有递归归特性。    搜搜索常见的的方法有广广度优先搜搜索和深度度优先搜索索。广度优优先搜索从从某一顶点点（假设为为M）出发发，在访问问顶点M后后再访问MM的各个未未曾被访问问过的领接接顶点（假假设为N11，N2，Nk），然然后再依次次访问N11，N2，Nk的的所有的还还未曾被访访问过的领领接顶点。再再从这些访访问过的顶顶点出发，访访问它们的的所有还未未被访问过过的领接顶顶点，如此循循环，直到到所有的顶顶点都被访访问完为止止。广度优优先搜索是是一种分层层搜索，不不是一个递递归的过程程，其算法法也不是递递归的。深深度优先搜搜索是从某某一顶点（假假设为M）出出发，在访访问顶点MM后，再依依次从M的的任一还没没有被访问问过的领接接顶点（假假设为N）出出发进行深深度优先搜搜索，直到到所有的顶顶点都被访访问完为止止。这是个个递归定义义，其算法法可以用递递归算法来来实现。    以以下利用AAPI函数数和递归调调用的方法法遍历装配配中的组件件和零件。    先先用UF_ASSEEM_assk_rooot_ppart_occ获获得装配树树根，然后后用UF_ASSEEM_assk_paart_oocc_cchilddren获获得根的子子部件。并并对每个子子组件递归归调用UFF_ASSSEM_aask_ppart_occ_chilldrenn，直到组组件只由一一个零件组组成。void CyclleAlllPartts(taag_t chilld_taag) tagg_t *chilld_paart_ooccs; intt parrtNumm=UF_ASSEEM_assk_paart_oocc_cchilddren(chilld_taag,&cchildd_parrt_occcs);/获得得子组件数数    for(int i=0;i<paartNuum;i+)   chhar ppart_nameeMAXX_FSPPEC_SSIZE+1;      charr reffset_nameeMAXX_ENTTITY_NAMEE_SIZZE+1 ;      cchar insttancee_nammeMAAX_ENNTITYY_NAMME_SIIZE+11;       doubble oorigiin3;      dooublee csyys_maatrixx9;      douuble trannsforrm44; UF_ASSEEM_assk_coomponnent_dataa(chiild_ppart_occssi,partt_namme,reefsett_namme,innstannce_nname,origgin,ccsys_matrrix,ttranssformm);/获得组件件属性Saaveinnfo();/保保存组件属属性CyccleAlllParrts(cchildd_parrt_occcsii);UF_ffree(chilld_paart_ooccs);    33.6 产产品信息管管理系统开开发    产产品结构来来源于CAAD环境，可可以用二维维明细表来来表示，也也可以用树树型结构表表示。树型型数据结构构可以清晰晰的表达数数据元素之之间的分支支关系和层层次关系，便便于理解，逻逻辑性强。为为合理组织织和管理产产品数据，本本系统以产产品结构树树作为产品品信息管理理的起始界界面，如图图4。这种种方式让产产品结构的的层次关系系一目了然然，用户通通过对产品品结构树的的简单操作作就可以按按不同分支支展开，直直观的得到到所需要的的信息，而而不需要考考虑数据存存放的物理理位置。    以以产品的部部件图号作作为树的根根节点，各各组成零部部件代号作作为下级节节点，树主主干表示层层次分支关关系，树节节点表示零零部件实体体，树的枝枝叶表示零零部件相关关的属性数数据（包括括该零件的的工艺数据据和图形文文件）。需需要特征信信息时，展展开零件节节点，下级级特征信息息就自动追追加到该零零件节点上上。    信信息管理系系统主界面面用VC+开发，采采用基于视视图和文档档类型结构构；用CssplittterWWnd 类类将窗口切切分成两部部分，定义义多个视图图类和视图图指针，在在响应函数数里执行该该视图生成成函数，实实现视图灵灵活变换；模态和非非模态对话话框交互；在要触发发的菜单类类中添加右右键菜单响响应函数，并并在该类的的消息处理理循环meessagge_maap中添加加宏：ONN_COMMMANDD(菜单IID,响应应函数)，以以实现系统统功能菜单单和各视图图右键功能能菜单相结结合，方便便用户操作作。    44 结论    本本文综合应应用UG/Openn APII和oraacle数数据库技术术，采用面面向对象编编程语言CC+，以以DLL方方式将应用用程序无缝缝嵌入UGG 环境，实实现用户与与UG交互互，并用深深度搜索递递归调用法法遍历产品品零部件模模型，获得得产品结构构信息和零零部件设计计信息，通通过网络将将获得的信信息存储到到服务器数数据库，给给企业其他他部门和CCIMS其其他技术单单元提供了了统一的信信息来源，保保证了异地地协同设计计与数据集集成管理，有有利于企业业信息化的的实现。