1 覆蓋件模具產(chǎn)品信息描述

　　1.1覆蓋件模具產(chǎn)品信息描述架構(gòu)

　　模具的基本組成可分為工作零件、定位零件、緊固零件、卸料零件、導(dǎo)向零件、支撐零件等，零件是模具基本的組成單元和基本功能表達(dá)單元。對(duì)覆蓋件模具的產(chǎn)品信息模型采用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)維(S)與開發(fā)過程維(T)描述相結(jié)合的方式進(jìn)行表述。從結(jié)構(gòu)維上來說，為使得覆蓋件模具的產(chǎn)品信息表達(dá)完整，引入覆蓋件，并以“特征”作為描述覆蓋件、模具及其組成信息的基礎(chǔ)，以覆蓋件模具的組成為參考，建立覆蓋件模具網(wǎng)絡(luò)化制造產(chǎn)品信息模型的總體架構(gòu)，如圖l所示。將整個(gè)信息模型分為五層，分別為：覆蓋件層、模具層、零部件分類層、零部件層、特征層，在每層內(nèi)部，均以與本層實(shí)體相關(guān)的特征描述所有信息。通過圖1的覆蓋件模具層次化信息模型，可以清晰地表達(dá)模具各組成部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系，它以樹狀結(jié)構(gòu)反映了模具組成的層次關(guān)系，最終沖壓成形的覆蓋件作為樹的根節(jié)點(diǎn)，向下依次為模具及構(gòu)成模具的零件。每層表述如下：

　　(1)覆蓋件層：指包括材料、精度、形狀、尺寸信息等在內(nèi)的完整的覆蓋件模型。汽車覆蓋件主要由拉延變形獲得，修邊、翻邊、沖孔、局部成形等工序只是在局部改變覆蓋件的幾何形狀，因此在進(jìn)行覆蓋件形狀特征分類時(shí)，兼顧了幾何形狀和變形方式，為沖壓工藝設(shè)計(jì)確定每道工序的變形部位和工序內(nèi)容提供豐富的信息。

　　(2)模具層：能夠?qū)⒚髯罱K沖壓成形為制件的多套模具的集合，本層主要從總體上描述模具的特征，起承上啟下作用，以建立覆蓋件與零部件層之間的聯(lián)系。

　　(3)零部件分類層：本層主要便于網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟中的模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相關(guān)信息描述，分類信息并不直接出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)層次中，僅作為零件屬性存在，便于模具產(chǎn)品信息管理。

　　(4)零部件層：零部件是模具最終功能的實(shí)現(xiàn)的載體。除可以繼承模具層的信息外，零部件另外具有形狀、精度和材料信息，這些特征及其屬性信息是零部件功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是不同階段各個(gè)特征之間建立關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵。

　　(5)特征層：作為描述覆蓋件模具信息的基本單元，特征擔(dān)負(fù)表述各層信息的功能，是整個(gè)覆蓋件模具產(chǎn)品信息模型的基礎(chǔ)。

　　在橫向上以模具制造的過程為基礎(chǔ)，劃分為DL圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具制造丁藝設(shè)計(jì)、模具制造等階段，在每個(gè)階段結(jié)構(gòu)維的特征信息發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不同的視圖(view)如沖壓工藝分析視圖、結(jié)構(gòu)視圖、制造工藝視圖、制造視圖，一個(gè)視圖即為一個(gè)通過結(jié)構(gòu)維特征表述的特征模型。

　　圖1 覆蓋件模具層次化模型框架

　　1.2覆蓋件模具特征分類

　　覆蓋件模具開發(fā)過程中信息共享涉及的數(shù)據(jù)類型多種多樣，既有包含與覆蓋件產(chǎn)品相關(guān)的各種文檔，又有反映產(chǎn)品i維結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型。結(jié)構(gòu)維的特征是開發(fā)過程維的基礎(chǔ)，因此，從靜態(tài)的角度，在結(jié)構(gòu)維按照產(chǎn)品裝配關(guān)系對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行描述，反映產(chǎn)品的基本信息，如尺寸、形狀、精度、材料、裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系、產(chǎn)品及零部件名稱、編號(hào)、版本、產(chǎn)品及各零部件的功能描述、整體尺寸、結(jié)構(gòu)、外觀等信息。依據(jù)屬性特點(diǎn)將特征劃分為：總體特征、裝配特征、形狀特征、材料特征、精度特征。

　　為保證開發(fā)過程的順利進(jìn)行，并使開發(fā)過程獲得經(jīng)濟(jì)上的合理性，模型中還應(yīng)包含必須的管理信息，以及時(shí)控制產(chǎn)品的開發(fā)過程。管理類特征劃分為：計(jì)劃特征、檢測(cè)特征、成本特征。

　　計(jì)劃特征，是覆蓋件模具項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)程中的設(shè)計(jì)任務(wù)安排、生產(chǎn)任務(wù)安排、進(jìn)度等相關(guān)信息。

　　檢測(cè)特征，在覆蓋件模具制造質(zhì)量控制過程中針對(duì)檢具的設(shè)計(jì)和制造，攜帶和傳輸覆蓋件模具幾何外型和檢測(cè)特性的工程信息。

　　成本特征，是指與覆蓋件及其模具加丁制造成本有關(guān)的信息，本特征與形狀、精度、材料等特征信息密切相關(guān)，但是在該特征中更關(guān)注其對(duì)最終成本的影響，如形狀復(fù)雜度、材料類型、精度要求等信息。

　　從覆蓋件模具制造的不同階段來說，特征可以分沖壓工藝分析特征、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征、模具制造工藝特征、制造特征等，與上節(jié)所述每個(gè)階段不同的視圖相對(duì)應(yīng)，可以通過引用結(jié)構(gòu)維的形狀特征、材料特征等而得到。

　　2以BOM為核心的覆蓋件模具信息組織

　　模具分解為零件和部件，而部件可以再進(jìn)一步分解為零件，由此形成的分層樹狀結(jié)構(gòu)，稱為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn)代表模具產(chǎn)品，枝節(jié)點(diǎn)和葉節(jié)點(diǎn)分別代表部件和零件。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是BOM(bill of materials)。信息的重要來源，其信息包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義、服務(wù)備件信息、物料采購(gòu)信息、裝配順序、工程更改控制、生產(chǎn)指令、成本分析、價(jià)格、可用資源分析等內(nèi)容。根據(jù)圖1覆蓋件模具層次化模型框架，對(duì)覆蓋件模具的產(chǎn)品信息進(jìn)行組織，如圖2所示。所建立的產(chǎn)品信息模型在層次上分別為：項(xiàng)目、覆蓋件及其模具、模具版本和模具相關(guān)文檔、零部件及其版本、零部件相關(guān)文檔。各節(jié)點(diǎn)類型分別表述如下。

　　(1)項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)：當(dāng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化制造中的統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型時(shí)，必須以項(xiàng)目為中心來開展產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各項(xiàng)活動(dòng)。為項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)文件夾，項(xiàng)目分解為項(xiàng)目相關(guān)文檔(包括技術(shù)文檔、項(xiàng)目說明、項(xiàng)目計(jì)劃等)和相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)既包含覆蓋件，又包含覆蓋件模具及其零部件。在圖2中，“H項(xiàng)目IB2490單排車身模具”即為項(xiàng)目文件夾。項(xiàng)目文檔如項(xiàng)目說明、項(xiàng)目過程計(jì)劃等通過文件夾與當(dāng)前項(xiàng)目關(guān)聯(lián)，而CAD模型、操作說明書等則與相關(guān)的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。

　　(2)覆蓋件節(jié)點(diǎn)：覆蓋件的信息可以分為兩部分，覆蓋件的名稱、ID，通過節(jié)點(diǎn)ID和名稱表達(dá);覆蓋件的狀態(tài)、計(jì)量單位、零件類型(車型、覆蓋件等)、產(chǎn)品零件特性(自制、外協(xié)、外購(gòu))、單件凈重、材料代碼、材料名稱、材料牌號(hào)、材料規(guī)格、毛坯種類等通過節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表單(form)進(jìn)行表達(dá)。

　　(3)模具節(jié)點(diǎn)：對(duì)應(yīng)著項(xiàng)目中的模具實(shí)體，是覆蓋件模具信息模型的核心，其信息也可以分為兩部分，組織方式同覆蓋件節(jié)點(diǎn)。

　　(4)零部件節(jié)點(diǎn)：零部件是覆蓋件模具結(jié)構(gòu)底層的單元，包括部件和零件，其節(jié)點(diǎn)信息如代號(hào)、名稱等可以通過節(jié)點(diǎn)信息及其節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表單描述。

　　(5)版本節(jié)點(diǎn)：在模具開發(fā)過程中，覆蓋件、模具及其零部件會(huì)發(fā)生變更，從而形成不同的版本，因此在覆蓋件、模具及其零部件各自節(jié)點(diǎn)下設(shè)置版本節(jié)點(diǎn)來表示不同版本的信息。版本節(jié)點(diǎn)除了包括各自相應(yīng)的屬性外，還包括版本屬性如版本標(biāo)識(shí)符、版本創(chuàng)建時(shí)間、發(fā)放時(shí)間及版本狀態(tài)等基本信息，并將相關(guān)CAD模型、CAE分析結(jié)果、技術(shù)文檔進(jìn)行封裝并掛接在相應(yīng)的版本節(jié)點(diǎn)下，構(gòu)成模具及其零部件版本節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容。

　　圖2 覆蓋件模具產(chǎn)品信息組織

　　3信息組織模型在模具企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)施中的應(yīng)用

　　PDM/PLM系統(tǒng)為模具企業(yè)提供了網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的平臺(tái)。在某模具企業(yè)的PDM/PLM系統(tǒng)實(shí)施中，以建立的信息組織模型為模版對(duì)描述產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，如圖3所示，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品圖紙及其它各種文檔在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下的有效管理，保證了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性。

　　圖3 信息組織模型在PDM實(shí)施中的應(yīng)用

　　4結(jié)論

　　在分析覆蓋件模具網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下產(chǎn)品信息建模特點(diǎn)基礎(chǔ)上，建立了覆蓋件模具產(chǎn)品信息描述架構(gòu)，采用結(jié)構(gòu)分層與覆蓋件模具開發(fā)階段分層相結(jié)合的方式表征了覆蓋件模具信息，以BOM為核心，實(shí)現(xiàn)了覆蓋件模具網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品信息組織，并應(yīng)用于模具企業(yè)信息化系統(tǒng)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了覆蓋件產(chǎn)品圖紙及其它各種設(shè)計(jì)文檔在網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的有效管理。