Z e n o b i a W E I S S
I z a b e l a R O J E K - M I K O Ł A J C Z A K .
T h e I n s t i t u t e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e n n g T e c h n o l o g y T e c h n i c a l U n iv e r s ity , P o z n a n , P o l a n d
ST R U C T U R E O F DATA BASE F O R C O M P U T E R A ID E D M A N U FA C T U R IN G SY STEM S
S um m ary.
F i r s t in t h e p a p e r t h e f o l l o w i n g fie ld s o f a c t i o n w e r e d e f in e d : p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n , d e s ig n , p l a n n i n g f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , m a n u f a c t u r e , a n d a s s e m b ly . N e x t , E n t i t y - R e l a t i o n s h i p s c h e m e a n d s t r u c t u r e o f d a t a b a s e f o r c o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s w e r e p r e s e n t e d .1. E n tra n c e
In c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s s e v e r a l f ie ld s o f a c t i o n c a n b e d e f in e d : p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n , d e s i g n , p l a n n i n g f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , m a n u f a c t u r e , a n d a s s e m b ly [1 ],
T h e a im o f p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n is e s ta b i l i s h m e n t o f m a n u f a c t u r i n g c o u r s e s a n d m a n u f a c t u r e tim e s c a le , l o a d o f w o r k s ta t io n s , p l a n n i n g f o r m a te r i a l s , e tc .
D e s i g n d e p a r t m e n t a c t iv ity c o n c e n t r a t e s o n p r e p a r i n g a d r a f t f o r p r o d u c t s a n d a s a r e s u l t d e s ig n d o c u m e n t a t i o n is g e n e r a t e d . T h i s d e s ig n d o c u m e n t a t i o n is i n d i s p e n s a b l e f o r t h e n e x t p r o d u c t i o n s ta g e s .
P r o c e s s e n g i n e e r 's fie ld is p r e p a r a t i o n o f p l a n s a n d i n s t r u c t i o n s f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s a n d o p e r a t i o n s , in p a r t i c u l a r s e l e c t i o n o f v a r i o u s e l e m e n t s f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s : ( m a c h i n e to o ls , m a n u f a c t u r i n g e q u i p m e n t , to o ls , t o o l i n g m a c h i n e to o l s , m a n u f a c t u r i n g p a r a m e t e r s , e tc .) . D e s i g n o f p r o g r a m s f o r m a c h i n e t o o l s a n d n u m e r i c a l l y c o n t r o l l e d m a n u f a c t u r i n g e q u i p m e n t is a ls o t h e p r o c e s s e n g i n e e r 's ta s k .
In t h e fie ld o f m a n u f a c t u r e , c o m p u t e r m a n u f a c t u r e c o n t r o l c a n b e d iv id e d in t o t h r e e g r o u p s : i m m e d i a t e c o n t r o l o f in d iv id u a l m a n u f a c t u r i n g m a c h i n e s a n d a u t o n o m o u s m a c h i n i n g s t a t i o n s , h i g h e r c o n t r o l o f m in is y s te m s c o m p o s e d o f 2 - 3 a u t o n o m o u s m a n u f a c t u r i n g m a c h i n e s a s w e ll a s h i g h e r c o n t r o l o f m o r e t h a n 4 - 5 m a n u f a c t u r i n g m a c h in e s . I t c a n b e o b s e r v e d t h a t C N C s y s te m 's s o f t w a r e c o n t r o l s t h e f u n c t i o n a l a c t iv ity a n d p r o c e s s i n g p r o g r a m s c o n t r o l t h e m a n u f a c t u r i n g a c tiv ity . E v e r y fie ld o f a c t i o n is c h a r a c t e r i z e d b y a s p e c if i c i n f o r m a t i o n flo w . T h e i n t e g r a t i o n o f i n f o r m a t i o n a n d
d a t a f lo w in p a r t i c u l a r f ie ld s ( d e p a r t m e n t s ) o f m a n u f a c t u r e is a v e r y i m p o r t a n t e l e m e n t f o r c o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s .
2. D ata organ izatio n in a com pany
D a t a p e r f o r m m o r e a n d m o r e c r u c i a l r o l e in t h e p r o p e r f u n c i o n i n g o f a c o m p a n y . D a t a o r g a n i z a t i o n in a c o m p a n y i m p lie s t o t w o m a in flo w s :
- d a t a f l o w c o n c e r n e d w i t h p r o d u c t ( f o r m g e o m e t r y , p h y s ic a l a n d p r o c e s s i n g f e a t u r e s )
- m a n a g e m e n t a n d a d m i n i s t r a t i o n d a t a f l o w c o n c e r n e d w i t h o r g a n i z a t i o n a n d p r o d u c t i o n b e g i n n i n g w ith t h e o r d e r o f p r o d u c t 's e x e c u t i o n t o its s t o r a g e
I n t h e c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s d a t a a r e o r g a n i z e d in s u c h a w a y t h a t t h e d a t a c h a n g e b e t w e e n s y s te m s is p o s s i b l e a n d t h a t a c c e s s t o t h e d a t a o n p a r t i c u l a r m a n u f a c t u r i n g s t a t i o n s is a v a i la b le
I n a c o m p a n y t h r e e b a s is g r o u p s o f e n titie s c a n b e s p e c if i e d : o r d e r s , p r o d u c t s a n d m a n u f a c t u r i n g m e a n s .
T h e o r d e r a n s w e r s t h e q u e s t i o n : w h a t k in d o f p r o d u c t , w h e n a n d in w h a t q u a n t i t y is t o b e m a n u f a c t u r e d .
A ll t h e d a t a w h i c h d e s c r ib e p r o d u c t : its s t r u c t u r e , g e o m e t r y , m a te r ia l a n d m a n u f a c t u r i n g d a t a , as w e ll a s m a n u f a c t u r i n g c o u r s e i n d i s p e n s a b l e t o e x e c u t i o n t o g e t h e r w i t h t h e d a t a c o n c e r n i n g p r o d u c t 's p e r f o r m a n c e a n d p r o d u c t lif e tim e a r e a s s ig n e d t o p r o d u c t m o d e l.
M a n u f a c t u r i n g m e a n s i n c l u d e t h e d a ta , w h i c h d e s c r ib e p r o d u c t i o n p o s s ib il itie s o f a c o m p a n y ( m a c h i n e to o ls , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , p r o d u c tiv ity ) .
3. Place an d role o f d a ta base fo r co m p u ter aided m a n u fa c tu rin g system s
C o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s m u s t b e a b le o f p r o c e s s i n g d a t a o f d i f f e r e n t f o r m a t a n d s iz e . C u r r e n t l y m u l tim e d ia l d a t a b a s e a r e b e in g c r e a t e d , w h i c h a l l o w o n t r a n s f e r o f t e x t d e s c r i p t i o n s , g r a p h i c d a t a ( f ig u r e s , ta b le s , s k e t c h s ) a n d d a t a in t h e f o r m o f p i c t u r e s , s o u n d s , a n d a n i m a t i o n . A n a c c e s s t o t h e d a t a a ls o f o r t h e p u r p o s e o f p o s s ib le c h a n g e s m u s t b e e ffic ie n t. D i f f e r e n t d a t a s t r u c t u r e a n d t i m e o f d a t a p r o c e s s i n g a r e r e q u i r e d in d if f e r e n t s te p s o f m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s . A il t h e r e q u i r e m e n t s c o n c e r n i n g d a t a b a s e in m a n u f a c t u n n g p r o c e s s c a n b e d e f i n e d in t h e f o l l o w i n g m a n n e r
" t h e p r o p e r in f o r m a tio n " in " th e p r o p e r p la c e s " in " th e p r o p e r tim e " a n d in " th e p r o p e r f o r m " s h o u ld b e a t t h e d is p o s a l s o t h a t " th e p r o p e r d e c i s io n s " a r e t a k e n . In o r d e r t o m e e t t h o s e r e q u i r e m e n t s d a t a b a s e s y s te m s a r e u s e d . R e q u i r e m e n t s c o n c e r n i n g d a t a b a s e s y s te m s in c o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s a r e d e f in e d b y i n f o r m a t i o n t y p e s in p a r t i c u l a r m a n u f a c t u n n g fie ld s , d a t a c h a r a c t e r i s t i c s a n d t h e i r n u m b e r a n d r e q u i r e d c r i t e n a . T h e r e q u i r e d c r i t e r i a a r e d if f e r e n t f o r d i f f e r e n t m a n u f a c t u r i n g s t a g e s a c c o u n t i n g f o r t h e w h o l e d a t a b a s e . T h e r e q u i r e d c r i t e r i a c o m p r i s e : i d e p e n d e n c e f r o m u s e r ,
c o n t r o l l e d r e d u n d a n c y , d a t a p h y s ic a l i n d e p e n d e n c e , i n t e g r a t i o n , d a t a s e c u r it y , a v a i la b il ity t o d a t a u s e , p o s s ib il ity o f s im ila rity s e a r c h , n e w d a t a i n t e g r a t i o n a n d v a n a t i n g a c c e s s f r e q u e n c y .
C o n v e n t i o n a l d a t a b a s e s y s te m s a r e n 't s u f f ic ie n t o n a c c o u n t o f t h e i r a d a p t a t i o n f o r p a r t i c u l a r r e c e i v e r s a n d t h e i r d e p e n d e n c e o n t h e i m p l e m e n t e d o p e r a t i n g s y s te m .
H o w e v e r , t h e d a t a b a s e s y s te m s w h i c h c a n s e r v e m a n y u s e r s a t a t i m e a n d e n a b l e c o n c u r r e n t a v a i la b il ity t o t h e s a m e d a ta , a r e u s e f u l. A ll t h e d a t a i n c l u d e d in t h e d a t a b a s e , w h i c h a r e lo g ic a lly b o u n d w i t h o n e a n o t h e r , o c c u r o n l y o n c e a n d c a n b e a c c e s s ib le f o r d i f f e r e n t p r o c e s s i n g p r o g r a m s I n t h e c a s e o f i n t e g r a t e d d a t a b a s e t h e r e is a p o s s ib il ity o f q u i c k c o m p a r i s o n o f o r d e r s a n d p o s s ib il ity o f u s e o f t h e e a r l i e r o r d e r s n e e d e d t o w o r k o u t a q u i c k o f f e r w h i l e c o n s i d e r i n g c o s ts , te r m s , e t c [2 ],
D a t a b a s e s y s te m p e r m its o n a d d i t i o n o f n e w i n f o r m a t i o n , m o d i f i c a t i o n o ld i n f o r m a t i o n , a n d s e a r c h f o r i n f o r m a t i o n a n d d a t a n e e d e d f o r t h e p r o p e r s e l e c t i o n o f m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s .
M o r e o v e r t h e i m p o r t a n t r o l e o f d a t a b a s e is:
- p o s s ib il ity o f d y n a m ic s e le c tio n i f i n f o r m a t i o n o n t h e b a s is o f d e s ig n , m a n u f a c t u r i n g a n d f u n c tin a l r e q u i r e m e n t s , i n t e r a c t i o n a l l y s p e c if i e d b y u s e r
- a u t o m a t i c a l g e n e r a t i o n o f e l e m e n ts - m u l t i a l t e r n a t i v e c a l c u la tio n s
- p r o j e c t r e c o r d s s t o r a g e f o r t h e p u r p o s e o f r e p e a t e d u s e - p o s s ib il ity o f s t o r a g e o f t h e e n titie s in t h e p a r a m e t e r f o r m
- p o s s ib il ity o f d is p la y o f c h a r a c t e r i s t i c s in t h e g r a p h i c , a n d t a b u l a r fo r m .
4. Id e a o f E n tity -R elatio n sh ip Schem e (E -R ) fo r co m p u te r aided m a n u fa c tu rin g systems
O n t h e o n e h a n d th is m o d e l is a r e s u l t o f a c e r t a i n a b s t r a c t p r o c e s s o f g r a s p i n g d a t a in r e a l w o r d , a n d o n t h e o t h e r h a n d d a t a w h ic h w e r e m e m o r i z e d in c o m p u t e r a r e r e f e r e d t o in t h e
e n t i t y - r e l a t i o n s h i p m o d e l. T h i s m o d e l is i n t e n d e d t o c r e a t e a c o n c e p t i o n a l m o d e l o f a n o b j e c t d o m a in . I n o b j e c t d o m a i n t h e r e a r e o b je c ts , t h e s e o b j e c t s r e m a in in c e r t a i n r e la t i o n s h i p s , t h e o b j e c t s a s w e ll a s t h e r e l a t i o n s h i p s c a n p o s s e s a t n b u t t e s ( f e a t u r e s ) w h i c h b e l o n g t o d e f i n e d file s o f s im p le v a lu e s . R e l a t i o n s h i p s a r e f u r n i s h e d w i t h la b e ls . T h e r e a r e t h e f o l l o w i n g t y p e s o f la b e le s : 1 :1 , N : 1,
1:N, N :N [3],
E n t i t y - r e l a t i o n s h i p s c h e m e f o r c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s is p r e s e n t e d o n fig . 1.
T h e r e a r e f o l l o w i n g e n titie s : p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n , d e s ig n , p l a n n i n g f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , m a n u f a c t u r e , a s s e m b ly a n d r e l a t i o n s h i p b e t w e e n all t h o s e e n titie s .
E n t i t i e s h a v e a ttr ib u te s , w h ic h d is p la y f e a t u r e s o f p a r t i c u l a r s ta g e s f o r c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r e . P l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n a t t r i b u t e s c o n c e r n m a n u f a c t u r i n g c o u r s e s a n d m a n u f a c t u r e tim e s c a l e s , l o a d o f w o r k s ta t io n s , p l a n n i n g f o r m a te r i a l s , e tc .
D e s i g n a t t r i b u t e s in c lu d e f e a t u r e s c o n c e r n i n g p r o d u c t g e o m e t r y a n d d a t a n e e d e d t o g e n e r a t e d e s i g n d o c u m e n t a t i o n .
Fig. 1. Entity - Relationship scheme for computer aided manufacturing systems
P l a n n i n g f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s a t t r i b u t e s i n c l u d e d a t a c o n c e r n i n g p l a n s a n d i n s t r u c t i o n s f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s a n d o p e r a t i o n s , e s p e c ia lly t h e s e le c tio n o f d i f f e r e n t e l e m e n t s f o r
m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s ( m a c h i n e to o l s , m a n u f a c t u r i n g e q u i p m e n t , to o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , m a n u f a c t u r i n g p a r a m e t e r s , e t c .) a n d p r o g r a m s f o r n u m e r i c a l l y c o n t r o l l e d m a c h i n e t o o l s a n d m a n u f a c t u r i n g e q u ip m e n t.
M a n u f a c t u r e a t tr ib u te s i n c l u d e i n f o r m a t i o n a b o u t e l e m e n t s a n d p r o d u c t s m a n u f a c t u r e .
A s s e m b ly a t t r i b u t e s i n c l u d e d a t a c o n c e r n i n g m a n n e r o f a s s e m b lin g e l e m e n t s i n t o a r e a d y p r o d u c t .
5. D ata base s tru c tu re
A n a l y s i n g s c h e m e E - R a c o n c l u s i o n c a n b e d r a w n , t h a t p a r t i c u l a r f ie ld s f o r c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r e u s e d a t a b a s e p r e s e n t e d o n fig . 2.
I n p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n fie ld t h e c o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m u s e s t h e f o l l o w i n g b a s e : o r d e r s , p l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n , m a te r ia ls , s e m i - f m is h e d p r o d u c t s , m a c h i n e t o o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , t o o l s , r e a d y p r o d u c ts .
I n d e s ig n fie ld t h e s y s te m u s e s t h e f o l l o w i n g b a s e : m a te r ia ls , s e m i - f m i s h e d p r o d u c t s , d e s ig n d o c u m e n t a t i o n s , m a c h i n e t o o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , to o l s , m a n u f a c t u r e d o c u m e n t a t i o n s , r e a d y p r o d u c t s .
Fig. 2. Structure of data base for computer aided manufacturing systems
In p l a n n i n g f o r m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s t h e s y s te m u s e s t h e f o ll o w i n g b a s e : m a te r ia ls , s e m i - f i n i s h e d p r o d u c t s , d e s ig n d o c u m e n t a t i o n s , m a c h i n e t o o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o ls , to o l s , m a n u f a c t u r e
d o c u m e n t a t i o n s , m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s , r e a d y p r o d u c t s .
I n m a n u f a c t u r e t h e s y s te m u s e s t h e f o l l o w i n g b a s e : d e s ig n d o c u m e n t a t i o n s , m a c h i n e t o o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , t o o l s , m a n u f a c t u r e d o c u m e n t a t i o n s .
I n a s s e m b ly t h e s y s te m u s e s t h e f o l l o w i n g b a s e : d e s ig n d o c u m e n t a t i o n s , m a n u f a c t u r e d o c u m e n t a t i o n s , r e a d y p r o d u c ts .
D a t a b a s e in c lu d e i n f o r m a t i o n o f d if f e r e n t ty p e , f o r m a t , i m p o r t a n c e . B u t a ll t h e p i e c e s o f in f o r m a t i o n a r e n e e d e d f o r t h e c o r r e c t f u n c t i o n n m g o f c o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s .
O r d e r s b a s e i n c l u d e s i n f o r m a t i o n c h a r a c t e r i s i n g p r o d u c t , t e r m o f its e x e c u t i o n , p l a n n e d n u m b e r o f p r o d u c t p ie c e s , e tc .
P l a n n i n g f o r p r o d u c t i o n b a s e in c lu d e s i n f o r m a t i o n a b o u t n u m b e r o f p ie c e s , s e r ie s s iz e , l o t s iz e , p r i o r i t y o f o p e r a t i o n s e x e c u t i o n , m a c h i n e t o o l s lo a d a n d e le m e n ts ' re s e r v e .
M a t e r i a l s b a s e i n c l u d e s i n f o r m a t i o n a b o u t t h e n a m e o f t h e m a t e r ia l, p h i s i c a l - m a n u f a c t u n n g q u a litie s , q u a n t i t y , p r ic e , e tc .
S e m i - f i n i s h e d p r o d u c t s b a s e in c lu d e s f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n a b o u t m a te r ia l, o f w h i c h t h e p r o d u c t w a s m a d e , o v e r a ll d i m e n s io n s , p a r a m e t e r s , h a r d n e s s , q u a n t i t y , p r ic e , e tc
D e s i g n d o c u m e n t a t i o n s b a s e in c lu d e s i n f o r m a t i o n a b o u t p r o d u c t 's g e o m e t r y , c la s s if ic a tio n , a c q u r a c y n u m b e r , s p e c ia l r e q u i r e m e n t s , e tc .
M a c h i n e t o o l s b a s e in c lu d e s s u c h i n f o r m a t i o n a s n a m e , ty p e , p r o d u c e r , p o w e r , p a r a m e t e r s , u n it c o s t, e tc .
T o o l i n g m a c h i n e t o o l s b a s e i n c l u d e s i n f o r m a t i o n d e s c r ib i n g c h a r a c t e r i s t i c f e a t u r e s o f t o o l i n g m a c h i n e t o o l s , m a c h i n e to o l s , u n i t c o s t , e tc .
T o o l s b a s e in c lu d e s i n f o r m a t i o n a b o u t t y p e s o f to o ls , t h e i r c h a r a c t e r i s t i c f e a t u r e s , i n t e n d f o r o p e r a t i o n s , u n i t c o s t, e tc .
M a n u f a c t u r e d o c u m e n t a t i o n s b a s e i n c l u d e s i n f o r m a t i o n a b o u t p r o c e s s i n g p la n s , s e l e c t i o n o f m a c h i n e t o o l s , t o o l i n g m a c h i n e t o o l s a n d t o o ls , p r o c e s s i n g p a r a m e t e r s , p r o c e s s e s s o f t w a r e , c o s t i n g , e tc .
M a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s b a s e i n c l u d e s i n f o r m a t i o n a b o u t m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s P r o d u c t s b a s e i n c lu d e s i n f o r m a t i o n a b o u t t h e n a m e o f t h e p r o d u c t , o r d e r n u m b e r , c o s t , e tc . C o m p u t e r a id e d m a n u f a c t u r i n g s y s te m s u s e d a t a b a s e . V e r y i m p o r t a n t is c r e a t i o n o f t h e c o r r e c t d a t a b a s e s t r u c t u r e , w h a t c e r ta in ly w ill e n a b l e a n e a r lie r f o r m u l a t i o n o f E - R s c h e m e . M o r e o v e r , t h e c o m p e t e n t a n d p r o d u c t i v e d a t a b a s e s y s te m m a n a g e m e n t is t h e c o n d i t i o n o f e f f e c tiv e d a t a b a s e u s e . T h e p r o p e r m a n a g e m e n t s y s te m d e p e n d s o n t h e s e l e c t i o n o f t h e r i g h t t o o l f o r t h e p r o g r a m m i n g o f t h e d a t a b a s e s y s te m .
References
[1 ] W e i s s Z . , in n i: R o z w ó j o p r o g r a m o w a n i a d la s y s t e m ó w C A D / C A M ,
S p r a w o z d a n i e z b a d a ń r e a l i z o w a n y c h w r a m a c h d z i a ł a l n o ś c i s t a t u t o w e j , P o z n a ń , 1 9 9 2 . [ 2 ] W e i s s Z ., in n i: M e t o d y k a t w o r z e n i a b a z d a n y c h d la s y s t e m ó w w s p o m a g a n e g o k o m p u t e r o w o
w y t w a r z a n i a o r a z b a d a n i a n a d z o r o w a n i a w y b r a n y c h o p e r a c j i w o b r ó b c e s k r a w a n i e m , S p r a w o z d a n i e z b a d a ń r e a l i z o w a n y c h w r a m a c h d z i a ł a l n o ś c i s t a t u t o w e j , P o z n a ń , 1 9 9 3 . [3 ] P a n k o w s k i T .: P o d s t a w y b a z d a n y c h , W y d a w n i c t w o N a u k o w e P W N , W a r s z a w a , 1 9 9 2 .
