模具图纸PLM信息管理

模具图纸在整个生命周期内会产生大量的信息,而这些信息大部分是在过程中产生的,行业内普遍重视结果,而忽略了过程信息,造成了后期模具图纸信息查询、检索的阻碍。解析了模

模具图纸在整个生命周期内会产生大量的信息,而这些信息大部分是在过程中产生的,行业内普遍重视结果,而忽略了过程信息,造成了后期模具图纸信息查询、检索的阻碍。解析了模具图纸的整个生命周期,分析出模具图纸全生命周期内信息管理存在的问题,依据模具图纸的全生命周期为主线,结合本体的建模技术,开发了模具图纸管理系统。系统能够支持模具、图纸信息的有效检索、查询以及相应文档的生成,实现模具图纸管理的过程化、实时化。有效地提高了模具图纸管理的效率。

PLM(产品全生命周期管理),对产品的生成到报废进行遍历,将人、过程和信息三者有机地结合在一起,用于支持产品研发、管理和信息定义。将全生命周期融人到模具图纸管理中,从图纸的设计到图纸的回收存档的整个生命周期来研究,运用基于本体的建模技术,将整个模具图纸全生命周期管理系统化、结构化。因此,采用PLM开发软件,结合SQL Sever 2005数据库和条形码的生成技术,开发基于全生命周期的模具图纸信息管理系统,具有很好的切合性和实用性。
 
 
1 模具图纸全生命周期管理系统需求分析
模具行业经过多年的发展,模具生产制造企业已经拥有了一整套完善的模具生产流程,同时产生了大量的模具图纸,在没有使用模具图纸管理系统前,存在以下问题;
(1)模具图纸数量大。模具制造公司生产制造模具时,需要设计产品图纸、模具结构图纸、分模图纸和总装图纸等,随着设计变更和更新,会产生数量庞大的模具图纸。
(2)模具图纸更新快,周期短。模具生产制造的周期相对比较紧张,模具图纸的设计周期较短,同时,在设计过程中存在一些设计不合理的方面,需要在不断修改中完善,导致了图纸更新速度较快。
(3)缺少统一的管理。模具图纸的管理在模具公司中管理相对不完善,电子图档和纸质图档缺乏有效的联系,在设计和加工环节缺少联系的媒介,不能很好地处理图纸变更、信息更改的实时|生问题。同时,图纸信息的存档,存在信息的冗余、繁杂,缺乏条理性,不利于后期的检索查询。
(4)缺少统一的标准。模具生产制造公司,在设计模具图纸时,基本上都是“各自为政”,模具图纸大多以公司自己定制的规则为标准,再加上许多模具的生产需要多家公司相互协作完成,不同的标准很容易造成设计的错误。
(5)各环节联系较弱。模具设计生产的各个环节关联度不够,在面对图纸设计变更,很难掌握图纸正处于哪个环节,不能有效地将更改信息及时传达,造成多次返工和浪费。
(6)重复率高,浪费严重。模具图纸管理过程中注重结果,忽视过程,在整个图纸全生命周期内,看中图纸的最终结果,忽视了图纸的产生过程,以及过程中涉及的变更,其中涉及到了许多生产成本的问题。重视过程可以减少生产重复和生产浪费。

 
2 模具图纸全生命周期的系统结构框架
2.1 模具图纸全生命周期的过程

信息模具图纸全生命周期是指模具图纸从图纸设计、图纸生成、物料准备、生产加工、模具检验以及图纸存档的整个生命过程,在模具图纸管理的各个阶段产生了许多过程信息。
 
图纸设计是模具图纸管理的开始阶段,也是模具初步定型阶段,是对模具设计进行全面的规划,用于确定模具设计的总体结构以及分模的结构、尺寸和技术要求等。该阶段主要包括:总体设计、结构设计、模具信息设计以及模具图样设计等。图纸生成是模具图纸设计完成阶段。该阶段主要包括:图纸设计信息、图纸信息、打印信息、条码信息等。图纸设计完成后,应该包含基本的设计信息,图纸自身信息,以及与图纸进行关联的条码信息。
 
物料准备是在图纸设计完成后,根据设计图纸的信息,物料部门预估物料的种类、数量等,准备加工时所需要的物料。物料准备阶段主要涉及:物料清单、价格报表等。生产加工指依据设计图纸模具进入生产环节,进行模具的适量生产。该阶段涉及:模具的设计变更、机床操作使用、批量生产审批等。
 
模具检验是指模具生产完成后,依据模具图纸上的技术指标对模具的各项指标进行检测,主要涉及:模具检验报告、质量分析报告等。图纸存档是指模具图纸使用完毕,将图纸回收,分别实行纸质版和电子版的储存,以便后期查询检索。图纸存档阶段主要涉及:图档分类、图档检索等。
 

2.2 模具图纸全生命周期信息的建模
采用“自底而上”的建模方式,分层建立数据层、业务层、本体层和用户层,如图1所示。
(1)形式多样的数据库。模具图纸全生命周期的信息管理过程,产生的自身信息和对其本体的定义信息通过结构信息系统库、SQL Sever数据库和过程管理信息库进行保存、调用。数据层作为信息有序的提供单元,是模具图纸管理系统的核心。
 
(2)丰富类型的信息载体。模具图纸全生命周期的信息管理过程中,需要通过媒介承载信息,依据信息的类型可以将载体划分为文本、图表、档案、视频、模型等。载体承载的信息又可以反作用于数据库,作为数据库信息获取、检索、解释的来源。
 
(3)基于本体的模具图纸信息建模。采用结构化的树状图表示模具图纸信息,将模具图纸管理的过程信息定义为本体,依据模具图纸整个全生命周期,通过本体衍生出对应的枝干信息。这些衍生的枝干信息可以作为节点,继续衍生并丰富整个全生命周期图纸信息管理过程。不能继续衍生的节点成为终点,用于分支结构的完结。
 
从本体衍生的枝杈比较粗糙,随着节点的继续衍生,整个全生命周期模具图信息将越来越丰富和完善。本体层将模具图纸信息单元归类整合,并将本体模块化。本体包含5个基本的要素。:类\概念、关系、函数、公理和实例。本体的5要素能够清晰地将本体单元间的关系描绘出来,建立有效联系,形成领域本体,利于实现模具图纸信息的共享。
模具图纸全生命周期的信息建模(部分)
图1 模具图纸全生命周期的信息建模(部分)
 
基于本体的建模实现了图纸信息在结构化的基础上进一步脉络化,将千丝万缕的信息建立关联,有助于数据库表格中外键和内键的联系,更能够很好地帮助系统运行阶段的信息检索。
 
(4)多层次的用户设计。模具图纸信息管理系统的用户可以分为三种:管理人员、设计人员和普通用户。管理人员拥有最高权限,设计人员拥有下一级权限,普通用户只有浏览部分信息的权限。
 

3 模具图纸全生命周期系统开发
3.1 构建系统数据库

数据库是模具图纸信息的载体。在整个模具图纸的生命周期内,分为结构信息和过程信息。结构信息在数据库中是隐式表示的,通过编程代码来实现。数据库的结构采用树状图分支结构,主干部分设置为主代码,分支部分设为子代码,以此类推,分支继续分叉,则继续设置下一层级的子代码。图纸过程信息则是通过树状图信息节点的外键数据表来储存。模具图纸全生命周期的信息数据关系(部分)如图2所示。通过图纸信息的数据节点查找到其对应的详细图纸信息的详细数据。
 

3.2系统登录及权限设置
系统的登录界面如图3a所示,采用“用户名+密码”的结构形式,实现系统的登录和退出。系统的权限设置如图3b所示,作为系统管理模块的一部分,实现用户的添加、修改、删除和保存的功能。同时将用户权限分为三个权限等级。第三权限等级,属于最低级的权限,只有登录系统,对系统部分功能进行浏览的权利。第二权限等级,则是可以对系统进行相关操作的权限。第一权限等级,具有最高权限,属于系统管理员,能够对系统进行浏览、操作和修改。
模具图纸全生命周期的信息数据关系(部分)
图2 模具图纸全生命周期的信息数据关系(部分)
 
 
3.3 友好的人机交互界面
模具图纸全生命周期信息管理系统采用友好的人机交互界面,直观有效地实现人和计算机之间的信息传输。PLM开发软件中的MFC模块,具有强大的集成开发环境,以及面向对象的编程语言,和成熟的数据库连接操作接口、技术,对于整个图纸管理系统而言,能够有效地通过交互界面进行数据库操作,提高运行速率。
 
模具图纸全生命周期信息管理系统界面(部分)如图4所示,其具有:
(1)模具信息、模具设计信息、图纸信息、图纸设计信息、物料信息等添加、删除功能;
(2)具备对上述信息查询检索的功能;
(3)清单、报表生成World/Excel表格;
(4)图纸、机床状态查询功能;(5)模具、图纸信息分类、存档的功能。图4中显示的是对图纸状态检索的结果,以及其中一个产生的关联条码在AutoCAD软件中生成并与图纸进行关联的运行结果。
 
 
4 结语
(1)模具制造企业在模具生产的过程中会产生大量的图纸文档以及相关信息,但是很少有用于模具图纸管理的系统,很多中小型企业甚至是移植部分工程图纸的管理软件,虽然有部分效用,但也造成了“水土不服”,所以急需开发出一款适用于模具行业的图纸管理系统。
 
(2)模具图纸生命周期,整个过程会产生大量的信息,但往往会被忽略。行业内普遍重视结果,却忽视浪费在搜索、查询信息的时间、劳力。将模具图纸的过程管理应用于系统的开发,有助于企业的精益化管理需求。
 
(3)基于全生命周期的模具图纸管理方法,采用本体的建模知识建模,运用PLM开发软件开发出一款模具图纸信息管理系统。系统具有清晰的脉络化结构,支持图纸全生命周期的管理,便于模具、图纸信息的有效检索、查询以及相应文档的生成。简化了模具图纸管理的流程,提高了整个模具图纸管理的效率。
 


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