1 覆蓋件模具產品信息描述

　　1.1覆蓋件模具產品信息描述架構

　　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單元。對覆蓋件模具的產品信息模型采用產品結構維(S)與開發過程維(T)描述相結合的方式進行表述。從結構維上來說，為使得覆蓋件模具的產品信息表達完整，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，以覆蓋件模具的組成為參考，建立覆蓋件模具網絡化制造產品信息模型的總體架構，如圖l所示。將整個信息模型分為五層，分別為：覆蓋件層、模具層、零部件分類層、零部件層、特征層，在每層內部，均以與本層實體相關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，可以清晰地表達模具各組成部分的結構關系，它以樹狀結構反映了模具組成的層次關系，最終沖壓成形的覆蓋件作為樹的根節點，向下依次為模具及構成模具的零件。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，因此在進行覆蓋件形狀特征分類時，兼顧了幾何形狀和變形方式，為沖壓工藝設計確定每道工序的變形部位和工序內容提供豐富的信息。

　　(2)模具層：能夠將毛坯最終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系。

　　(3)零部件分類層：本層主要便于網絡化制造聯盟中的模具產品結構相關信息描述，分類信息并不直接出現在結構層次中，僅作為零件屬性存在，便于模具產品信息管理。

　　(4)零部件層：零部件是模具最終功能的實現的載體。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現的基礎，也是不同階段各個特征之間建立關聯的關鍵。

　　(5)特征層：作為描述覆蓋件模具信息的基本單元，特征擔負表述各層信息的功能，是整個覆蓋件模具產品信息模型的基礎。

　　在橫向上以模具制造的過程為基礎，劃分為DL圖設計、結構設計、模具制造丁藝設計、模具制造等階段，在每個階段結構維的特征信息發生變化，從而產生不同的視圖(view)如沖壓工藝分析視圖、結構視圖、制造工藝視圖、制造視圖，一個視圖即為一個通過結構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

　　覆蓋件模具開發過程中信息共享涉及的數據類型多種多樣，既有包含與覆蓋件產品相關的各種文檔，又有反映產品i維結構的實體模型。結構維的特征是開發過程維的基礎，因此，從靜態的角度，在結構維按照產品裝配關系對產品進行描述，反映產品的基本信息，如尺寸、形狀、精度、材料、裝配結構關系、產品及零部件名稱、編號、版本、產品及各零部件的功能描述、整體尺寸、結構、外觀等信息。依據屬性特點將特征劃分為：總體特征、裝配特征、形狀特征、材料特征、精度特征。

　　為保證開發過程的順利進行，并使開發過程獲得經濟上的合理性，模型中還應包含必須的管理信息，以及時控制產品的開發過程。管理類特征劃分為：計劃特征、檢測特征、成本特征。

　　計劃特征，是覆蓋件模具項目開發進程中的設計任務安排、生產任務安排、進度等相關信息。

　　檢測特征，在覆蓋件模具制造質量控制過程中針對檢具的設計和制造，攜帶和傳輸覆蓋件模具幾何外型和檢測特性的工程信息。

　　成本特征，是指與覆蓋件及其模具加丁制造成本有關的信息，本特征與形狀、精度、材料等特征信息密切相關，但是在該特征中更關注其對最終成本的影響，如形狀復雜度、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、結構設計特征、模具制造工藝特征、制造特征等，與上節所述每個階段不同的視圖相對應，可以通過引用結構維的形狀特征、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，而部件可以再進一步分解為零件，由此形成的分層樹狀結構，稱為產品結構樹。產品結構樹的根節點代表模具產品，枝節點和葉節點分別代表部件和零件。產品結構是BOM(bill of materials)。信息的重要來源，其信息包括產品結構定義、服務備件信息、物料采購信息、裝配順序、工程更改控制、生產指令、成本分析、價格、可用資源分析等內容。根據圖1覆蓋件模具層次化模型框架，對覆蓋件模具的產品信息進行組織，如圖2所示。所建立的產品信息模型在層次上分別為：項目、覆蓋件及其模具、模具版本和模具相關文檔、零部件及其版本、零部件相關文檔。各節點類型分別表述如下。

　　(1)項目節點：當構建網絡化制造中的統一產品信息模型時，必須以項目為中心來開展產品開發和生產經營中的各項活動。為項目創建一個文件夾，項目分解為項目相關文檔(包括技術文檔、項目說明、項目計劃等)和相關的節點，節點既包含覆蓋件，又包含覆蓋件模具及其零部件。在圖2中，“H項目IB2490單排車身模具”即為項目文件夾。項目文檔如項目說明、項目過程計劃等通過文件夾與當前項目關聯，而CAD模型、操作說明書等則與相關的節點關聯。

　　(2)覆蓋件節點：覆蓋件的信息可以分為兩部分，覆蓋件的名稱、ID，通過節點ID和名稱表達;覆蓋件的狀態、計量單位、零件類型(車型、覆蓋件等)、產品零件特性(自制、外協、外購)、單件凈重、材料代碼、材料名稱、材料牌號、材料規格、毛坯種類等通過節點對應的表單(form)進行表達。

　　(3)模具節點：對應著項目中的模具實體，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點。

　　(4)零部件節點：零部件是覆蓋件模具結構底層的單元，包括部件和零件，其節點信息如代號、名稱等可以通過節點信息及其節點對應的表單描述。

　　(5)版本節點：在模具開發過程中，覆蓋件、模具及其零部件會發生變更，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點下設置版本節點來表示不同版本的信息。版本節點除了包括各自相應的屬性外，還包括版本屬性如版本標識符、版本創建時間、發放時間及版本狀態等基本信息，并將相關CAD模型、CAE分析結果、技術文檔進行封裝并掛接在相應的版本節點下，構成模具及其零部件版本節點的內容。

　　圖2 覆蓋件模具產品信息組織

　　3信息組織模型在模具企業信息系統實施中的應用

　　PDM/PLM系統為模具企業提供了網絡化環境下產品數據管理的平臺。在某模具企業的PDM/PLM系統實施中，以建立的信息組織模型為模版對描述產品的全部數據進行組織，如圖3所示，實現了產品圖紙及其它各種文檔在網絡化環境下的有效管理，保證了產品數據的一致性。

　　圖3 信息組織模型在PDM實施中的應用

　　4結論

　　在分析覆蓋件模具網絡化制造環境下產品信息建模特點基礎上，建立了覆蓋件模具產品信息描述架構，采用結構分層與覆蓋件模具開發階段分層相結合的方式表征了覆蓋件模具信息，以BOM為核心，實現了覆蓋件模具網絡化制造系統中的產品信息組織，并應用于模具企業信息化系統實施，實現了覆蓋件產品圖紙及其它各種設計文檔在網絡化制造環境下的有效管理。